Ushbu tadqiqot to‘lqin harakatlari tufayli doimiy ravishda roll va pitch qiladigan harakatlanuvchi kema yoki uchuvchisiz suv usti vositasi (USV) palubasiga uchuvchisiz havo vositasining (UAV/UAV) tashqaridan uzluksiz joylashuv ma’lumoti yoki faol kema belgichini olmasdan avtonom qo‘na olishini ko‘rib chiqadi. Ishning asosiy yondashuvi faqat paluba mos qo‘nish burchagiga keladimi-yo‘qmi, shuni bashorat qilish emas, balki UAV ayni paytda olayotgan kamera tasviri xavfsiz qo‘nish qarorini berish uchun yetarlicha ishonchlimi-yo‘qmi, shuni ham baholashdir.

Taklif etilgan usul nishonni aniqlashning posterior ehtimolini, ehtimollik asosidagi idrok noaniqligini va tasvirning vazifa uchun yaroqliligini bitta kuzatuv ishonchliligi o‘zgaruvchisida birlashtiradi. Tasvir xiralashganda, yoritish pasayganda, dengiz sirtida akslanish yuzaga kelganda yoki qo‘nish belgisi qisman to‘silganda bu ishonchlilik kamayadi. Tizim bunga javoban vizual o‘lchovlarga kamroq ishonadi, Kalman kuzatuv shovqini kovariatsiyasini kattalashtiradi, MPC optimallashtirishini yanada konservativ qiladi va zarur bo‘lsa yakuniy pasayish bosqichiga o‘tish o‘rniga kutish, qayta tekislanish yoki qo‘nishni bekor qilib qayta aylanish qarorini beradi.

Paluba harakatini qisqa muddatli bashorat qilish uchun FFT orqali ustun roll va pitch chastotalari aniqlanadi, amplituda va faza esa Kalman kuzatuvchisi bilan onlayn ravishda tuzatiladi. Ushbu bashorat reliability-enhanced model predictive control (MPC) bilan birlashtirilib, kichik qiyalikli qo‘nish oynasi izlanadi. Jadval 6 dagi ablation simulyatsiyasida taklif etilgan usul %90 qo‘nish muvaffaqiyati, qo‘nishlarning %82 ida 15° ichidagi kontakt va %5 noto‘g‘ri/erta pasayish ko‘rsatkichini ta’minlagan. Xuddi shu taqqoslashda standart MPC uchun bu qiymatlar mos ravishda %76, %58 va %18 bo‘lgan.

Ishning alohida natijalar taqqoslashida taklif etilgan usul shrinking horizon MPC (SHMPC) bilan solishtirilgan va qo‘nishlarning taxminan %75 i 10° ichida amalga oshgani bildirilgan; SHMPC uchun bu ko‘rsatkich taxminan %71 dir. O‘rtacha optimallashtirish yechimi vaqti SHMPC da taxminan 913 ms/iteratsiya, taklif etilgan usulda esa taxminan 104 ms/iteratsiya deb berilgan. Biroq bu natijalar simulyatsiya va software-in-the-loop doirasida olingani, haqiqiy kemada parvoz orqali tasdiqlash hali bajarilmagani alohida hisobga olinishi kerak.

Turkiya nuqtayi nazaridan: Yondashuv dengiz kuzatuvi, qirg‘oq va ochiq dengiz obyektlarini tekshirish, qidiruv-qutqaruv, kemadan UAV topshiriqlarini bajarish va avtonom havo–dengiz robotlari hamkorligi kabi sohalarda Turkiyada ishlab chiqiladigan tizimlar uchun uslubiy qiymatga ega bo‘lishi mumkin. Ayniqsa, faqat nishonni aniqlash ishonch balliga tayanish o‘rniga tasvirning amalda qo‘nish uchun yaroqli-yaroqsizligini baholashi xavfsizlik nuqtayi nazaridan muhimdir. Biroq maqoladagi chegaralar, kamera modeli, paluba harakatlari va ishlash foizlari haqiqiy Turkiya dengiz sharoitlari yoki muayyan UAV/kema kombinatsiyasi uchun tasdiqlangan qiymatlar emas. Ular haqiqiy to‘lqin spektrlari, shamol, kamera xususiyatlari, paluba geometriyasi, dengiz purkagichi, hisoblash apparati va parvoz boshqaruv tizimi bilan qayta tasdiqlanishi kerak.

Harakatlanuvchi kemaga UAV qo‘ndirish nega quruqlikka qo‘nishdan qiyinroq?

Quruqlikdagi qo‘zg‘almas qo‘nish belgisida nishonning joylashuvi va sirt burchagi deyarli o‘zgarmaydi. Dengizdagi kema palubasi esa to‘lqinlar tufayli doimiy roll, pitch va heave harakatlarini bajarishi mumkin. Shu bilan bir vaqtda UAV shamol, turbulentlik, past yoritish, dengiz sirtidagi akslar, purkagich, harakat xiraligi va nishonning qisman to‘silishi kabi atrof-muhit ta’sirlariga duch kelishi mumkin.

Shu sababli kemaga qo‘nish faqat “nishonni ko‘r va pastga tush” muammosi emas. Tadqiqotchilar vazifani o‘zaro bog‘liq beshta muammo sifatida ko‘rib chiqadi:

• nishonni vizual idrok etish,
• kemaga nisbatan nisbiy joylashuv va orientatsiyani baholash,
• paluba harakatini kelajak uchun bashorat qilish,
• mos qo‘nish oynasini tanlash,
• yopiq konturli parvoz va pasayishni boshqarish.

“To‘liq markazlashmagan qo‘nish” nimani anglatadi?

Ishdagi fully decentralized landing iborasi UAV ning nishonni qidirish, tanish, nisbiy holatni baholash, yaqinlashish, pasayish qarori va kontakt jarayonini o‘z bortidagi sensorlar va hisoblash tizimi bilan bajarishini anglatadi.

Usul ayniqsa quyidagi tashqi tizimlarga uzluksiz bog‘liq bo‘lmaslikni maqsad qiladi:

• kema ustidagi faol joylashuv belgichlari,
• tashqi yo‘naltiruvchi yorug‘lik massivlari,
• quruqlik yoki yer stansiyasidagi onlayn rejalashtirish,
• yuqori o‘tkazuvchanlikdagi uzluksiz kema–UAV holat aloqasi.

UAV ning asosiy kirishlari uning o‘z kamerasi, IMU si va bort hisoblash blokidir.

Ishning asosiy yangiligi nima?

Taklif etilgan tizim faqat “Paluba birozdan keyin mos burchakka keladimi?” savoliga javob bermaydi. Unga ikkinchi savolni qo‘shadi:

“UAV hozir ko‘rayotgan tasvir xavfsiz pasayish qarorini berish uchun yetarlicha ishonchlimi?”

Ishning ilmiy yangiligi vizual ishonchlilikni faqat axborot ekranida ko‘rsatiladigan sifat metrikasi sifatida qoldirmay, uni bevosita holatni baholash va MPC qaror mexanizmiga bog‘lashidadir.

Paluba harakati qanday bashorat qilinadi?

Kema platformasining olti erkinlik darajasiga ega holati:

\[ b(t)= [x(t),y(t),z(t),\phi(t),\theta(t),\psi(t)]^T \]

bilan ifodalanadi. Ish qo‘nish nuqtayi nazaridan ayniqsa roll \(\phi\) va pitch \(\theta\) tebranishlariga e’tibor qaratadi.

Har bir harakat komponenti ustun davriy modalar yig‘indisi bilan taxminan:

\[ b_j(t)= b_{j,\mathrm{off}} + \sum_{i=1}^{N_j} A_{j,i} \sin \left( 2\pi f_{j,i}t+\varphi_{j,i} \right) \]

ko‘rinishida modellashtiriladi.

FFT spektridagi kichik amplitudali komponentlarning tizimga shovqin sifatida kirishini kamaytirish uchun:

\[ A_{j,\mathrm{threshold}} = A_{\mathrm{gate}} \max \{A_{j,0},A_{j,1},...,A_{j,N_j}\} \]

chegaralash mexanizmi qo‘llanadi.

FFT–Kalman bashorat modulining parametrlari qanday?

FFT ustun chastotalarni aniqlagach, Kalman kuzatuvchisi ushbu modalarning amplituda va fazasini onlayn ravishda tuzatadi. Shunday qilib, boshqaruvchi faqat hozirgi paluba burchagiga emas, balki taxminan qisqa muddatli kelajakdagi roll va pitch harakatiga qarab ham qo‘nish oynasini izlashi mumkin.

Nega faqat obyektni aniqlash ishonch balli yetarli deb hisoblanmaydi?

Sun’iy neyron tarmog‘i xira yoki haddan tashqari ekspozitsiyalangan tasvirda ham yuqori sinf ishonchini berishi mumkin. Bunday holatda yuqori detector confidence qiymati tasvir geometrik jihatdan ishonchli degani bo‘lmasligi mumkin.

Kemaga qo‘nishda esa faqat “nishon bormi?” degan savol yetarli emas. AprilTag ga o‘xshash belgining burchaklari, qirralari va perspektiv geometriyasi nisbiy pozani baholash uchun yetarlicha aniq ko‘rinishi kerak.

Shu sababli ish uch xil ma’lumotni bir-biridan ajratadi:

• posterior probability: tarmoq nishon sinfiga qanchalik ishonadi?
• perception uncertainty: ehtimollik bashorati qanchalik barqaror?
• visual quality: tasvirning o‘zi qo‘nish geometriyasini chiqarish uchun qanchalik mos?

Idrok noaniqligi qanday hisoblanadi?

Bir xil tasvir ustida \(M\) ta stoxastik oldinga o‘tish bajariladi va sinf taqsimotining o‘rtachasi:

\[ \bar y_k= \frac{1}{M} \sum_{m=1}^{M} y_k^{(m)} \]

sifatida hisoblanadi.

Idrok noaniqligi esa bashorat entropiyasi bilan oldinga o‘tishlar orasidagi chiqish kovariatsiyasini birlashtiradi:

\[ \nu_k= -\sum_{c=1}^{C} \bar y_{k,c}\log \bar y_{k,c} + \lambda_u \operatorname{Tr} \left( \operatorname{Cov} [y_k^{(m)}] \right) \]

Ishdagi parametr sozlamasida har bir tasvir uchun 20 ta stoxastik oldinga o‘tish qo‘llanadi.

Vizual sifat balli faqat estetik sifatni o‘lchaydimi?

Yo‘q. Tadqiqotchilar bu umumiy “chiroyli tasvir” balli emasligini alohida ta’kidlaydi. Maqsad tasvirning qo‘nish nishoni pozasini baholash uchun yaroqliligini aniqlashdir.

Birlashgan sifat balli:

\[ q_k= \lambda_1q_k^{nr} + \lambda_2s_k^{sharp} + \lambda_3s_k^{exp} + \lambda_4s_k^{vis} \]

ko‘rinishidadir.

Kuzatuv ishonchliligi qanday hosil qilinadi?

Posterior ehtimol \(p_k^*\), vizual sifat \(q_k\) va idrok noaniqligi \(\nu_k\) Sigmoid funksiyasi ichida birlashtiriladi:

\[ r_k= \sigma \left( \alpha p_k^* + \beta q_k - \gamma\nu_k \right) \]

\[ \sigma(x)= \frac{1}{1+e^{-x}} \]

Nominal vaznlar:

• posterior ehtimol: 2,2,
• tasvir sifati: 1,6,
• noaniqlik jazosi: 2,0.

sifatida tanlangan.

Natijada \(r_k\) yuqori bo‘lsa tasvir ishonchliroq; tasvir buzilib, idrok noaniqligi oshsa \(r_k\) pastroq bo‘ladi.

Ishonchlilik Kalman filtriga qanday ta’sir qiladi?

Ishning muhim yangiliklaridan biri ishonchlilik qiymatini bevosita kuzatuv shovqini kovariatsiyasiga bog‘lashidir:

\[ R_k= R_{\min} + (1-r_k) (R_{\max}-R_{\min}) \]

Batafsilroq yangilashda:

\[ \tilde R_k= R_{\min} + (1-r_k)^\gamma (R_{\max}-R_{\min}) \]

\[ R_k= \eta R_{k-1} + (1-\eta)\tilde R_k \]

qo‘llanadi.

Tasvir ishonchli bo‘lganda \(R_k\), \(R_{\min}\) ga yaqinlashadi va filtr vizual o‘lchovga ko‘proq vazn beradi. Tasvir buzilganda \(R_k\) kattalashadi va holat baholagichi vizual o‘lchovni ehtiyotkorroq ishlatadi.

MPC kelajakdagi tasvir sifatini qayerdan biladi?

Bilmaydi. Ish hali olinmagan kelajak tasvirlaridan foydalanmasligini alohida tushuntiradi.

MPC ufqi faqat 10 qadam va 0,1 s namuna olish oralig‘idan iborat bo‘lgani sababli nominal holatda joriy ishonchlilik qiymatlari qisqa muddat davomida o‘zgarmaydi deb faraz qiluvchi zero-order hold yondashuv qo‘llanadi:

\[ \hat p_{k+m|k}=p_k \]

\[ \hat q_{k+m|k}=q_k \]

\[ \hat \nu_{k+m|k}=\nu_k \]

\[ \hat r_{k+m|k}=r_k \]

Keyingi kamera kadrida qiymatlar yana o‘lchanadi va MPC muammosi boshidan qayta yechiladi. Shu tarzda tizim sababiy va onlayn qo‘llashga yaroqli bo‘lib qoladi.

UAV ning MPC modeli qanchalik batafsil?

Ish bu yerda yuqori aniqlikdagi to‘liq aerodinamik UAV modelidan foydalanmaydi. Bashorat modeli asosan joylashuv, tezlik, tezlanish va heading holatlarini o‘z ichiga olgan chiziqli diskret vaqtli kinematik modeldir.

Har bir kanal uchun boshqaruv kirishi jerk hisoblanadi:

\[ u^{(k)} = [\dddot{x},\dddot{y},\dddot{z},\dddot{\eta}]^T \]

Tadqiqotchilar ishning yangiligi UAV dinamik modelini qayta qurish emas, balki ishonchli idrok ma’lumotini predictive control va qo‘nish qaroriga bog‘lash ekanini aniq ta’kidlaydi.

Reliability-enhanced MPC qaysi xarajatlarni birgalikda baholaydi?

MPC maqsad funksiyasi asosan to‘rtta komponentni o‘z ichiga oladi:

1. trayektoriyani kuzatish xatosi,
2. boshqaruv kirishi o‘zgarishining silliqligi,
3. kichik qiyalikli palubaga qo‘nishni shakllantiruvchi landing barrier,
4. kuzatuv ishonchliligi, tasvir sifati va idrok noaniqligi jazolari.

Ishonchlilik jazosi:

\[ J_{\mathrm{rel}} = \sum_{m=0}^{N-1} \left[ \lambda_r(1-\hat r_{k+m|k})^2 + \lambda_\nu\hat\nu_{k+m|k}^2 + \lambda_q(1-\hat q_{k+m|k})^2 \right] \]

ko‘rinishida aniqlanadi.

Shu sababli kichik qiyalikli paluba oynasi paydo bo‘lsa ham kamera ma’lumoti ishonchsiz bo‘lsa, optimallashtirish ushbu qo‘nish imkoniyatini qimmatroq qilishi mumkin.

MPC ning nominal vaznlari qanday?

Barqarorlik tahlili bajarilganmi?

Ha. Ish faqat boshqaruvchi simulyatsiyasi bilan cheklanmagan va kengaytirilgan kuzatuv xato tizimi uchun terminal LQR boshqaruvchisi hamda terminal xarajat matritsasini diskret algebraic Riccati equation orqali tuzgan.

Terminal Lyapunov funksiyasi:

\[ V(\xi_k)= \xi_k^T P\xi_k \]

sifatida tanlanadi va buzuvchi had \(d_k\) uchun:

\[ \Delta V_k \le -c_1\|\xi_k\|^2 + c_2\|d_k\|^2 \]

turidagi yuqori chegara olinadi.

Manbaning nazariy natijasiga ko‘ra, buzuvchi nol bo‘lganda lokal asimptotik barqarorlik; cheklangan buzuvchi mavjud bo‘lganda esa buzuvchi yuqori chegarasi bilan bog‘liq atrofta amaliy boundedness ta’minlanadi. Ushbu tahlil ishda qo‘llanilgan kengaytirilgan chiziqli xato modeli va farazlar doirasida amal qiladi; haqiqiy kema–UAV tizimining barcha nochiziqli aerodinamikasini qamrab oluvchi global barqarorlik isboti emas.

UAV qaysi shartlar bajarilmasdan yakuniy pasayishga o‘tmaydi?

Ish qo‘nish qarorini bitta tasvir kadriga bog‘lamaydi. Nominal chegaralar:

Ushbu shartlardan biri bajarilmasa, tizim yakuniy pasayish o‘rniga hover-wait, qayta tekislanish yoki go-around holatida qolishi mumkin.

Bu chegaralar universal xavfsizlik limitlarimi?

Yo‘q. Tadqiqotchilar Jadval 4 dagi chegaralar universal konstantalar emasligini aniq ta’kidlaydi. Chegaralar ishlatilgan simulyatsiya, ishonchlilik modeli va xavfsizlik–qo‘nish imkoniyati muvozanati uchun tanlangan.

Haqiqiy tizimda ular UAV o‘lchami, kamera, kema o‘lchami, to‘lqin harakati, yoritish va parvoz dinamikasiga qarab qayta belgilanishi kerak.

Vizual buzilish testida qaysi holatlar ishlatilgan?

Manba Shakl 3 da to‘rtta asosiy tasvir holatini ko‘rsatadi:

• normal tasvir,
• past yoritish,
• harakat xiraligi,
• akslanish va qisman to‘silish.

Shakl ning ikkinchi qatorida lokal tasvir sifati javob xaritalari mavjud. Manbada yorqinroq hududlar qo‘nish nishonini aniqlash va pozani baholash nuqtayi nazaridan pastroq yaroqlilikni ifodalaydi.

Tasvir buzilganda tizim metrikalari qanday o‘zgaradi?

Shakl 4 da past yoritish, harakat xiraligi va akslanish/to‘silish hodisalari vaqtida tasvir sifati balli pasayib, idrok noaniqligi oshadi. Natijada birlashtirilgan kuzatuv ishonchliligi ham chegara ostiga tushishi mumkin.

Tizim bunday holatda faqat yuqori nishon aniqlash balli tufayli yakuniy pasayishga o‘tish o‘rniga tekislanish yoki kutish bosqichida qoladi.

To‘rtta boshqaruv yondashuvining ablation natijasi qanday?

Tasvir ishonchliligini qo‘shish haqiqatan ham farq qiladimi?

Ablation taqqoslash aynan shu savolni sinaydi. Standart MPC hech qanday idrok ishonchliligi ma’lumotidan foydalanmaydi. Confidence-only MPC faqat nishon aniqlash ishonchini ishlatadi. Fixed robust MPC vizual holatga bog‘liq bo‘lmagan doimiy xavfsizlik zaxirasini qo‘llaydi.

Taklif etilgan yondashuv esa posterior ehtimol, vizual sifat va idrok noaniqligini birgalikda ishlatgani uchun sifati past, ammo yuqori confidence hosil qiladigan tasvirlarda ehtiyotkorroq harakat qilishi mumkin.

Jadval 6 dagi noto‘g‘ri pasayish darajasining %18 dan %5 ga tushishi ish taklif qilgan ishonchlilik zanjirining asosiy ishlash dalillaridan biridir.

SHMPC bilan taqqoslashda nima topildi?

Ishning Shakl 8 taqqoslashida taklif etilgan reliability-enhanced MPC shrinking horizon MPC (SHMPC) bilan kontakt qiyaligiga ko‘ra solishtirilgan.

Taklif etilgan usulda qo‘nishlarning taxminan %75 i 10° ichidadir. SHMPC da ayni oraliq uchun taxminan %71 bildirilgan.

O‘rtacha yechim vaqtlari:

• SHMPC: taxminan 913 ms/iteratsiya,
• taklif etilgan usul: taxminan 104 ms/iteratsiya.

deb hisobot qilingan.

Nega standart MPC uchun ham %58, ham %24 qiymati keltirilgan?

Manbada ikki xil natija mavjud. Jadval 6 dagi ablation taqqoslashida standart MPC ning 15° ichidagi qo‘nish darajasi %58 deb berilgan.

Bo‘lim 4.4 va Shakl 8 bayonida esa alohida standart MPC taqqoslashida bu daraja %24 deb ko‘rsatilgan. Xuddi shu bo‘lim taklif etilgan usulni yana %82 deb beradi.

Manba bu ikki tajriba guruhining sharoitlari o‘rtasidagi farqni miqdoriy jihatdan yetarli tushuntirmagani uchun qiymatlarni bir-birining alternativi sifatida birlashtirish mumkin emas. Shu sababli Verianla Live vizualizatsiyasi faqat o‘z ichida izchil Jadval 6 ablation ma’lumotlar to‘plamidan foydalanadi.

50 ta sinov natijasi qanday edi?

Manba paluba tilt amplitudasining maksimal qiymati 0,5 rad bo‘lgan taqqoslashda muvaffaqiyatli qo‘nishni kontakt paytidagi platforma qiyaligi 20° dan kichik bo‘lishi sifatida belgilagan.

Bu sharoitda taklif etilgan usul:

• 50 ta sinovning 45 tasida muvaffaqiyatli qo‘nish,
• 5 ta muvaffaqiyatsiz qo‘nish,
• %90 muvaffaqiyat,
• %10 muvaffaqiyatsizlik

bilan hisobot qilingan.

Xuddi shu bayonda standart MPC uchun muvaffaqiyatsizlik darajasi taxminan %50 ekani aytiladi.

“Kontakt burchagi 5° ichida” degan natija qat’iymi?

Manba xulosasida shunday ibora bo‘lsa-da, asosiy natijalarning barchasi bu mutlaq da’voni qo‘llab-quvvatlamaydi.

Shakl 8 da taklif etilgan usul qo‘nishlarining taxminan %38 i 0–5°, taxminan %37 i esa 5–10° oralig‘ida ko‘rinadi. Bundan tashqari, parametr sezgirligi jadvallarida nominal o‘rtacha kontakt burchaklari 5,4° va 7,6° deb hisobot qilingan.

Shu sababli ishning yanada ishonchli qo‘llab-quvvatlaydigan xulosasi taklif etilgan usulning kichikroq qiyalikli qo‘nish oynalarini tez-tez tanlashi va 15° ichidagi qo‘nish ulushini oshirishidir. Barcha kontaktlar 5° ichida sodir bo‘lgan degan xulosa chiqarilmasligi kerak.

Qo‘nish chegaralari yumshatilsa nima bo‘ladi?

Jadval 7 uch xil bosqichga o‘tish sozlamasini taqqoslaydi:

Natija muhim xavfsizlik–imkoniyat muvozanatini ko‘rsatadi. Juda yumshoq chegara kutishni qisqartiradi, ammo erta pasayish xavfini oshiradi. Juda qattiq chegara pastroq kontakt burchagi va noto‘g‘ri pasayish darajasini ta’minlaydi, biroq ayrim mos qo‘nish oynalari o‘tkazib yuborilishiga va uzoqroq kutishga olib keladi.

Ushbu tajribada nominal sozlama eng yuqori umumiy qo‘nish muvaffaqiyati darajasini berdi.

Ishonchlilik vaznlari natijalarga qanchalik ta’sir qiladi?

Jadval 8 turli posterior, tasvir sifati va noaniqlik vaznlarini taqqoslaydi. Masalan, nominal sozlamada 15° ichidagi qo‘nish darajasi %82, noto‘g‘ri pasayish %8 va o‘rtacha kontakt qiyaligi 5,4° bo‘lsa; moslashuvchan vaznlarda ular mos ravishda %84, %4 va 4,7° deb hisobot qilingan.

Biroq moslashuvchan sozlamada o‘rtacha yechim vaqti 110 ms ga va kutish vaqti 5,5 s ga ko‘tariladi. Bu natija konservativroq vizual ishonchlilik baholashi xavfsizlikni oshirsa ham, qo‘nish imkoniyati yoki hisoblash vaqtini mutlaqo bepul yaxshilamasligini ko‘rsatadi.

MPC ishonchlilik jazosi oshirilsa nima bo‘ladi?

Jadval 9 da nominal MPC vaznlari bilan 15° ichidagi qo‘nish %82, noto‘g‘ri pasayish %8 va o‘rtacha kontakt burchagi 5,4° dir.

Yuqoriroq reliability emphasis ishlatilganda noto‘g‘ri pasayish %4 ga va o‘rtacha kontakt burchagi 4,8° ga tushadi, ammo 15° ichidagi qo‘nish muvaffaqiyati %80 ga kamayadi va yechim vaqti 111 ms ga chiqadi.

Bu boshqaruvchi ko‘proq xavfsizlik jazosi bilan konservativroq bo‘lib qolishini qo‘llab-quvvatlaydi.

Ish qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

• Vizual sifat va idrok noaniqligi nishon confidence qiymatidan mustaqil ravishda qo‘nish qarorida foydali qo‘shimcha ma’lumot berishi mumkin.
• Kuzatuv ishonchliligini Kalman kuzatuv kovariatsiyasiga bog‘lash orqali yomon tasvirlarda vizual o‘lchovlarning ta’sirini kamaytirish mumkin.
• Kuzatuv ishonchliligini qo‘nish bosqichiga o‘tishga qo‘shish simulyatsiyada noto‘g‘ri pasayish qarorlarini kamaytirdi.
• Jadval 6 dagi ablation tajribasida taklif etilgan usul %90 qo‘nish muvaffaqiyati va %5 false descent darajasini ta’minladi.
• Xuddi shu ablation tajribasida taklif etilgan usul bilan qo‘nishlarning %82 i 15° ichidagi paluba qiyaligida amalga oshdi.
• FFT va Kalman asosidagi qisqa muddatli paluba harakati bashorati kichik qiyalikli qo‘nish oynasini tanlash uchun foydalanish mumkin bo‘lgan bashoratni berdi.
• SHMPC taqqoslashida taklif etilgan usulning o‘rtacha optimallashtirish vaqti taxminan 104 ms, SHMPCniki esa taxminan 913 ms deb hisobot qilingan.
• Bosqichga o‘tish chegaralarida qattiqroq sozlama noto‘g‘ri pasayishni kamaytirib, kutish vaqtini oshirdi.

Ish qo‘llab-quvvatlamaydigan yoki hali tasdiqlamagan natijalar

• Usul haqiqiy harakatlanuvchi kemada bajarilgan parvoz tajribasi bilan tasdiqlanmagan.
• %90 muvaffaqiyat darajasi barcha dengiz holatlari uchun amal qiladigan universal qo‘nish ehtimoli emas.
• 0,72 reliability, 0,65 tasvir sifati yoki 0,25 noaniqlik chegaralari universal aviatsiya xavfsizlik limitlari emas.
• Ish barcha kontaktlar 5° ichida amalga oshganini asosiy natija jadvallari bilan izchil ravishda ko‘rsatmaydi.
• Dengiz purkagichi, juda kuchli shamol zarbalari va paluba heave harakati keng qamrovli haqiqiy parvoz tajribalari bilan tasdiqlanmagan.
• Vizual sifat tarmog‘ining turli haqiqiy kamera va dengiz muhitlarida domain shift ostidagi ishlashi o‘lchanmagan.
• Algoritm haqiqiy parvoz kompyuterida xuddi shu 104 ms yechim vaqtini ta’minlashi ko‘rsatilmagan.
• Yuqori o‘tkazuvchanlikdagi tashqi aloqaga ehtiyoj bo‘lmasligi aloqa shakllarining barchasi tizimdan olib tashlangan degani emas; ish ta’rif bo‘yicha qo‘nish boshqaruvining tashqi real vaqt holat teskari aloqasiga bog‘liq bo‘lmasligiga qaratilgan.

Usul va natijalar

Tadqiqot qaysi turdagi tasdiqlashdan foydalandi?

Ish usul ishlab chiqish, matematik tahlil, simulyatsiya, software-in-the-loop baholash, ablation taqqoslash va parametr sezgirligi testlaridan iborat.

Manbada haqiqiy harakatlanuvchi kema platformasida fizik UAV parvoz testlari ketma-ketligi taqdim etilmagan. Mualliflar xulosa bo‘limida haqiqiy kemadagi tajribalarni aniq ravishda kelajakdagi ish sifatida ko‘rsatgan.

Usulning asosiy ishlash zanjiri

Ablation tadqiqoti nega muhim?

Ablation tadqiqoti taklif etilgan usul muvaffaqiyati faqat “MPC ishlatiladi” degan omildan kelib chiqadimi-yo‘qmi, shuni sinaydi.

To‘rtta yondashuv bir xil taqqoslashda komponentlarni tizimli ravishda qo‘shib hosil qilingan:

• standart MPC: perception reliability yo‘q,
• confidence-only MPC: faqat posterior confidence,
• fixed robust MPC: doimiy noaniqlik zaxirasi,
• taklif etilgan usul: posterior + tasvir sifati + idrok noaniqligi + reliability constraint.

Noto‘g‘ri pasayish darajasining %18 → %12 → %7 → %5 ko‘rinishida kamayishi xavfsizlik yutug‘i bitta qo‘shimcha xususiyatdan ko‘ra, ortib boruvchi ishonchlilik ma’lumotidan foydalanish bilan bog‘liqligini qo‘llab-quvvatlaydi.

Vizual sifat testi nimani isbotlaydi?

Shakl 3 va 4 simulyatsiya qilingan tasvir buzilishlari sifat balli va ishonchlilik mexanizmi tomonidan aniqlanishi mumkinligini ko‘rsatadi. Ayniqsa AprilTag ga o‘xshash nishonning qirra va burchak hududlarida xiralik yoki to‘silish yuzaga kelganda sifat javob xaritasi past yaroqlilikni ko‘rsatadi.

Biroq bu tajriba haqiqiy dengizda yig‘ilgan katta tasvirlar to‘plamida tasvir sifati tarmog‘ining umumlashtirish qobiliyatini o‘lchaydigan mustaqil benchmark emas.

Deck motion prediction nimani tasdiqlaydi?

Shakl 5 va 6 qisqa bashorat ufqlarida FFT–Kalman modeli kuzatilgan roll harakatini kuzata olishini ko‘rsatadi. Manba ayniqsa 0,25 s vizual bashorat ufqida moslik yaxshiroq, 1 s ufqida og‘ish kattaroq ekanini; IMU bilan qo‘llab-quvvatlangan 1 s bashorat esa barqarorroq tendensiya ko‘rsatishini ta’kidlaydi.

Bu natija yakuniy qo‘nish oynasi uchun qisqa muddatli bashorat foydali ekanini qo‘llab-quvvatlaydi; uzoq muddatli dengiz harakatining aniq bashorati sifatida talqin qilinmasligi kerak.

Muvaffaqiyat qanday belgilangan?

Bo‘lim 4.4 dagi 50 ta sinov baholashida muvaffaqiyatli qo‘nish kontakt paytidagi platforma tilt burchagining 20° dan kichik bo‘lishi sifatida belgilangan.

Shu sababli %90 “landing success” darajasi fizik shikastsiz qo‘nish, qo‘nish oyoq yuklari, sirpanish, palubadan tashqariga chiqish yoki parvoz xavfsizligi sertifikatsiyasi kabi barcha haqiqiy dunyo mezonlarini qamrab olmaydi.

Real vaqt ishlashi qay darajada ko‘rsatildi?

Jadval 6 da standart MPC 96 ms, confidence-only MPC 99 ms, fixed robust MPC 108 ms va taklif etilgan usul 104 ms o‘rtacha yechim vaqti bilan hisobot qilingan.

Jadval 8 va 9 dagi turli ishonchlilik vaznlarida vaqtlar taxminan 99–111 ms oralig‘ida qoladi.

Bu natija qo‘shimcha reliability hadlari ishlatilgan simulyatsiya muhitida yechim vaqtini keskin oshirmaganini ko‘rsatadi. Biroq manba haqiqiy parvoz kompyuterining protsessor modeli, termal cheklovlari va uzoq muddatli haqiqiy parvoz yukida to‘liq embedded hardware benchmark bermaydi.

Parametr sezgirligi nega bajarilgan?

Ishonchlilik modeli ko‘plab tajribaviy vazn va chegaralarni o‘z ichiga olgani uchun natijalar faqat qo‘lda tanlangan muayyan parametr kombinatsiyasiga bog‘liqmi-yo‘qmi, shuni tekshirish uchun sinov o‘tkazilgan.

Ishning sezgirlik tahlillari umuman quyidagi tendensiyani ko‘rsatadi:

• yumshoqroq xavfsizlik chegaralari → qisqaroq kutish, ammo ko‘proq noto‘g‘ri pasayish,
• qattiqroq chegaralar → pastroq kontakt burchagi, ammo uzoqroq kutish,
• yuqoriroq noaniqlik jazosi → konservativroq qo‘nish,
• yuqoriroq tasvir sifati vazni → yomon tasvirda kamroq noto‘g‘ri qo‘nish,
• haddan tashqari ishonchlilik jazosi → xavfsizlik oshsa ham qo‘nish imkoniyati kamayishi mumkin.

Ishning asosiy ilmiy cheklovlari

• Tasdiqlashning asosiy qismi simulyatsiya va software-in-the-loop muhitidadir.
• Haqiqiy harakatlanuvchi kemada parvoz tajribasi bajarilmagan.
• Haqiqiy dengiz tasvirlarida keng qamrovli mustaqil vizual sifat benchmarki taqdim etilmagan.
• Kuchli shamol zarbalari, zich dengiz purkagichi va heave coupling keyingi ishga qoldirilgan.
• Chegaralar va vaznlar vazifaga bog‘liq.
• Tasvir sifati va noaniqlik vaznlari empirik tarzda sozlangan.
• MPC modeli yuqori aniqlikdagi to‘liq UAV aerodinamik modeli emas.
• Usul qisqa ufqda vizual ishonchlilik sekin o‘zgaradi degan farazdan foydalanadi.
• Manbada ayrim notatsiya va natija sonlari nomuvofiqliklari mavjud.

Manba va usul qaydi

To‘liq asl ish nomi: Research on Autonomous UAV Shipboard Landing Control for Dynamic Ship Platforms

Mualliflar: Wenjie Zhou; Yuanliang Zhang; Lixue Ni.

Mualliflar tartibi: Manbadagi tartib aynan saqlangan.

Teng hissa/teng birinchi muallif: Manbada teng hissa haqidagi bayonot yo‘q.

Mas’ul muallif: Lixue Ni.

Muassasa: College of Mechanical Engineering, Jiangsu Ocean University, Lianyungang 222005, China.

Manba turi: Tadqiqot maqolasi.

Hakamlilik holati: Hakamlardan o‘tgan va nashr etilgan ishdir.

Akademik muharrirlar: Maolong Lv, Junkai Ren va Haibin Duan.

Jurnal: Machines.

Nashriyot: MDPI, Basel, Switzerland.

Jild / son / maqola raqami: 14 / 6 / 612.

Qabul qilingan sana: 20 Aprel 2026.

Tahrir sanasi: 25 May 2026.

Qabul qilingan sana: 25 May 2026.

Nashr sanasi: 28 May 2026.

DOI: 10.3390/machines14060612

Rasmiy nashr havolasi:https://doi.org/10.3390/machines14060612

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Moliyalashtirish: Mualliflar tadqiqot tashqi moliyalashtirish olmaganini bildirgan.

Ma’lumotlarning mavjudligi: Mualliflar ishning original hissalari maqola ichida mavjudligini bildirgan.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Mualliflar manfaatlar to‘qnashuvi yo‘qligini bildirgan.

Muallif hissalari: Konseptuallashtirish Wenjie Zhou; metodologiya Wenjie Zhou; dastlabki qoralama Wenjie Zhou; ko‘rib chiqish va tahrirlash Wenjie Zhou va Yuanliang Zhang; nazorat Lixue Ni; loyiha boshqaruvi Yuanliang Zhang va Lixue Ni; moliyalashtirishni olish Lixue Ni deb ko‘rsatilgan. Maqolada tashqi moliyalashtirish yo‘qligi moliyalashtirish bayonotida ham alohida qayd etilgan.

Tasdiqlash darajasi: Ishning asosiy ishlash natijalari simulyatsiya va software-in-the-loop tahlillariga asoslangan. Haqiqiy kemada fizik UAV qo‘nish tajribasi bajarilmagan. Haqiqiy dunyo parvoz tajribalari mualliflar tomonidan kelajakdagi ish sifatida ko‘rsatilgan.

Muvaffaqiyat ta’rifining chegarasi: Bo‘lim 4.4 dagi 50 ta sinov baholashida muvaffaqiyatli qo‘nish kontakt paytidagi platforma qiyaligining 20° dan kichik bo‘lishi sifatida belgilangan. Shu sababli %90 daraja haqiqiy operatsion qo‘nish xavfsizligining barcha mexanik va parvoz xavfsizligi mezonlarini qamrab oluvchi sertifikatsiya metrikasi emas.

Manba ichidagi natija nomuvofiqligi 1: Xulosa touchdown attitude angle qiymati 5° ichida saqlanganini bildiradi. Biroq Shakl 8 taqsimoti qo‘nishlarning faqat bir qismini 0–5° oralig‘ida ko‘rsatadi va taxminan %75 ini 10° ichida beradi. Jadval 8 va 9 ning nominal sozlamasida o‘rtacha kontakt qiyaligi 5,4°, Jadval 7 nominal sozlamasida 7,6° dir. Shu sababli “barcha kontaktlar 5° ichida” degan natija manba ma’lumotlaridan chiqarilmagan.

Manba ichidagi natija nomuvofiqligi 2: Jadval 6 dagi ablation tajribasida standart MPC ning 15° ichidagi qo‘nish darajasi %58 dir. Bo‘lim 4.4 va Shakl 8 bayonida standart MPC uchun %24 berilgan. Manba bu ikki taqqoslash to‘plamining sharoitlarini yetarlicha batafsil ajratmagani uchun raqamlar bir-birining o‘rnida ishlatilmagan.

Manba ichidagi notatsiya nomuvofiqligi 1: Tenglama (68) dan keyin bosqichga o‘tish shartlari λq kadr davomida uzluksiz bajarilishi kerakligi yozilgan, Jadval 4 va keyingi izohlarda esa ketma-ket kadrlar soni \(N_c=10\) deb belgilangan. Asosiy izohda aniq jadvalda berilgan \(N_c\) qiymati ishlatilgan.

Manba ichidagi notatsiya nomuvofiqligi 2: MPC kuzatuv va boshqaruv o‘sishi vaznlari Tenglama (42) da S va T, Jadval 3 va Tenglama (50) da Q va R deb ataladi. Barrier vazni uchun ham αL/λb, noaniqlik jazosi uchun λν/λu farqlari mavjud. Verianla matni bu notatsiyalarni manbada bitta ramz ishlatilgandek qayta yozmagan.

Manba ichidagi notatsiya nomuvofiqligi 3: Tenglama (13) da \(q_k\) to‘rtta sifat komponentining birlashtirilgan balli sifatida belgilangan bo‘lsa-da, keyingi izohdagi bir gapda u NR-IQA tarmog‘ining chiqishi deb ataladi. Tenglamada NR-IQA ning maxsus chiqishi \(q_k^{nr}\) ramzi bilan belgilangan.

Jadval 7–9 taqqoslash qaydi: Nominal sozlamalarda false-descent darajasi turli sezgirlik jadvallarida %5 va %8 kabi turli qiymatlarni oladi. Ushbu jadvallar turli parametr skanerlari natijalari bo‘lgani uchun ular bir xil Monte Carlo namunasining yagona natijasi deb faraz qilinmagan.

Vizual litsenziya va moslashtirish: Ushbu Verianla matnidagi inline SVG manba ishining Shakl 1 dagi usul arxitekturasi va tegishli usul tavsiflaridan ilmiy ma’no saqlangan holda soddalashtirilgan turkcha hosila vizualdir. Manba ishi CC BY litsenziyasi ostida nashr etilgan.

Ilmiy mazmun chegarasi: Ushbu Verianla matnidagi UAV–USV arxitekturasi, probabilistic perception, tasvir sifatini baholash, kuzatuv ishonchliligi, FFT/Kalman paluba bashorati, MPC, barqarorlik tahlili, chegaralar va ishlash natijalari faqat ko‘rib chiqilgan manba ishiga asoslanadi. Tashqi manbalardan yangi tajribaviy yoki ishlash natijasi qo‘shilmagan; tashqi tekshiruv faqat bibliografik nashr identifikatsiyasi uchun ishlatilgan.