A fuzzy logic-based approach for precise UAV ship deck landings
Μια προσέγγιση βασισμένη στην ασαφή λογική για ακριβείς προσνηώσεις UAV σε καταστρώματα πλοίων
Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία
Συγγραφέας
Τσιτσές, Ιωάννης
Ημερομηνία
2024-06Επιβλέπων
ZACHARIA, PARASKEVIΛέξεις-κλειδιά
Unmanned aerial vehicle ; UAV ; Autonomous ship deck landing system ; Fuzzy logic ; Fuzzy systems ; MATLAB ; MATLAB Fuzzy ToolboxΠερίληψη
This paper introduces a fuzzy logic-based autonomous ship deck landing system for fixed-wing unmanned aerial vehicles (UAVs). The ship is assumed to maintain a constant course and speed. The aim of this fuzzy logic landing model is to simplify the task of landing UAVs on moving ships in challenging maritime conditions, relieving operators from this demanding task. The designed UAV ship deck landing model is based on a fuzzy logic system (FLS), which comprises three interconnected subsystems (speed, lateral motion, and altitude components). Each subsystem consists of three inputs and one output incorporating various fuzzy rules to account for external factors during ship deck landings. Specifically, the FLS receives five inputs: the range from the deck, the relative wind direction and speed, the airspeed, and the UAV’s flight altitude. The FLS outputs provide data on the speed of the UAV relative to the ship’s velocity, the bank angle (BA), and the angle of descent (AOD) of the UAV. The performance of the designed intelligent ship deck landing system was evaluated using the standard configuration of MATLAB Fuzzy Toolbox.
Περίληψη
Η εργασία εισάγει ένα αυτόνομο σύστημα προσνήωσης στο κατάστρωμα πλοίων βασισμένο στην ασαφή λογική για σταθερής πτέρυγας μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAV). Το πλοίο θεωρείται ότι διατηρεί σταθερή πορεία και ταχύτητα. Ο στόχος αυτού του μοντέλου είναι να απλοποιήσει το έργο της προσνήωσης UAV επί κινούμενων πλοίων σε δύσκολες θαλάσσιες συνθήκες, απαλλάσσοντας τους χειριστές από αυτό το απαιτητικό έργο. Το σχεδιασμένο μοντέλο προσνήωσης UAV σε κατάστρωμα πλοίου βασίζεται σε ένα σύστημα ασαφούς λογικής, το οποίο περιλαμβάνει τρία διασυνδεδεμένα υποσυστήματα (στοιχεία ταχύτητας, πλευρικής κίνησης και υψομέτρου). Κάθε υποσύστημα αποτελείται από τρεις εισόδους και μία έξοδο που ενσωματώνει διάφορους ασαφείς κανόνες για να ληφθούν υπόψη οι εξωτερικοί παράγοντες κατά την προσνήωση στο κατάστρωμα του πλοίου. Συγκεκριμένα, το ανωτέρω σύστημα λαμβάνει πέντε εισόδους: την εμβέλεια από το κατάστρωμα, τη σχετική διεύθυνση και ταχύτητα ανέμου, την ταχύτητα του αέρα ως προς το όχημα και το ύψος πτήσης του UAV. Οι έξοδοι παρέχουν δεδομένα για την ταχύτητα του UAV σε σχέση με την ταχύτητα του πλοίου, τη γωνία κλίσης και τη γωνία καθόδου του UAV. Η απόδοση του σχεδιασμένου ευφυούς συστήματος προσνήωσης στο κατάστρωμα πλοίου αξιολογήθηκε χρησιμοποιώντας την τυπική διαμόρφωση του MATLAB Fuzzy Toolbox.