2020-11-24 15:50:15 來源：中國新聞網(wǎng)

視覺信息處理與應(yīng)用國家工程實驗室空間視覺團隊。西安交大供圖

　　中新網(wǎng)西安11月24日電 (田進 車孟瑩 李莉)24日，嫦娥五號探測器搭載長征五號運載火箭成功發(fā)射。

　　“嫦娥五號”的表取采樣視覺信息處理系統(tǒng)，正是由西安交大人工智能學(xué)院鄭南寧院士指導(dǎo)下的視覺信息處理與應(yīng)用國家工程實驗室空間視覺團隊完成，項目負責(zé)人是王飛教授。

　　此次承擔(dān)月表采樣任務(wù)的組合體為著陸器和上升器的組合體，由著陸器搭載著上升器降落在月球正面的呂姆克山脈附近，并由著陸器身上安裝的“巖心鉆探機”和“機械臂”等多樣化采樣工具完成月巖和月壤的自動采樣，而后送至上升器的器具中封裝保存。因此，采樣的視覺信息處理系統(tǒng)直接關(guān)系到采樣任務(wù)的成敗。西安交大團隊負責(zé)這一重要環(huán)節(jié)——通過表取采樣視覺信息處理系統(tǒng)引導(dǎo)機械臂進行自主采樣并確保效率和精確度，還要將采樣過程中的圖像壓縮傳送回來，供地面工作人員進行精準研究和分析。

　　與地球相似，月球也進行自轉(zhuǎn)運動，因此月球上也像地球一樣有白天和黑夜之分。不過，由于月球自轉(zhuǎn)一周的時間等于一個恒星月(27天7小時43分11.47秒)，月球上一天的時間大約相當(dāng)于地球的1個月。一個白天的時間大約相當(dāng)于地球的14天，黑夜的時間大約也相當(dāng)于地球的14天。項目總體負責(zé)人王飛表示，在實際采樣抓取過程中，必須讓機械臂滿足視覺閉環(huán)各項指標要求，視覺自主引導(dǎo)，確保采樣工具成功抓取并完成封裝動作。月晝狀態(tài)下，光照強度遠超地球，而且月球表面地形復(fù)雜，團隊必須反復(fù)模擬和測試各種工況下視覺信息處理系統(tǒng)的處理結(jié)果是否滿足需求。

  例如，在強光照環(huán)境下自動曝光試驗和測試中，需驗證自動曝光功能在強光照環(huán)境下的成像質(zhì)量，是否能準確引導(dǎo)機械臂自主完成抓取和放置動作，確保機械臂使用的精確度。不同強度的光照，甚至器械著陸月球表面不同的傾斜角度，都是需要考慮的因素。綜合這些條件輕微的改變，他們需要反復(fù)測試視覺系統(tǒng)的精度，一般一個實驗需要持續(xù)1到2個月。

　　在圖像壓縮傳輸可靠性實驗驗證中，團隊使用彩色小球和復(fù)雜標記驗證圖像壓縮算法。軟件負責(zé)人張秋光說，“我們購買了20萬個直徑約5mm左右的彩色小球，模擬復(fù)雜環(huán)境，測試圖像壓縮算法，確保在各類場景下圖像壓縮算法滿足指標要求?！蓖瑫r，打印多張大幅面的復(fù)雜圖案進行測試，通過不同距離和姿態(tài)下誤差分析，完成三維位姿精度測試和目標識別率測試。

　　團隊成員表示，在做這些實驗的時候，最難的并不是實驗耗時長、實驗條件復(fù)雜，最難的是“歸零”——只要一個數(shù)據(jù)或者算法出現(xiàn)了偏差，哪怕是概率極低的情況，也會導(dǎo)致軟件“歸零”。按照航天質(zhì)量要求完成“歸零”既是一項艱巨的任務(wù)也是一個團隊成長的助推器，他們沒有退縮。王飛說，“辦法總比困難多！我們沒時間也不能后退，我國的航天事業(yè)起步晚，我們想要實現(xiàn)追趕超越，必須分秒必爭！”

　　在各種嚴苛的技術(shù)指標要求下，該團隊發(fā)揚西遷精神，經(jīng)過預(yù)研階段、初樣階段、正樣階段的埋頭苦干，經(jīng)過無數(shù)次的試驗與驗證，終于圓滿完成了任務(wù)。對于這支平均年齡在35歲左右的團隊而言，整個研究過程更像是一堂“成長課”。(完)

編輯：海洋