日前，我國自主研發(fā)建造的“嫦娥五號”探測器搭載“長征五號”運載火箭成功發(fā)射，這標志著我國嫦娥探月工程“繞、落、回”三步走戰(zhàn)略目標的圓滿成功。

嫦娥探月工程自2004年正式立項啟動以來，歷經(jīng)16年終于贏得了收官之戰(zhàn)，其背后是成百上千家科研單位和數(shù)以萬計的航天科技工作者的辛苦付出，西安交大科研人員也為這項偉大的事業(yè)貢獻了一份力量?！版隙鹞逄枴敝苯佑绊懽灾鞑蓸尤蝿?wù)成敗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院鄭南寧院士指導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，項目負責人是王飛教授。

空間視覺團隊是一支由青年教授、視覺信息處理領(lǐng)域?qū)＜液途哂胸S富航天產(chǎn)品研制經(jīng)驗的中青年工程師組成的集科研能力、生產(chǎn)能力和管理能力為一體的專業(yè)化團隊。該團隊成立于2007年，在我國載人航天工程、探月工程、空間機器人等多個領(lǐng)域都承擔著重要的任務(wù)。

此次承擔月表采樣任務(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。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，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于地球的1個月。一個白天的時間大約相當于地球的14天，黑夜的時間大約也相當于地球的14天。項目總體負責人王飛表示，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，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，一般一個實驗需要持續(xù)1到2個月。

“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。”軟件負責人張秋光說,同時，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。

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，也會導致軟件“歸零”，但團隊成員普遍表示，在按照航天質(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，他們沒有絲毫退縮。

在各種嚴苛的技術(shù)指標要求下，該團隊發(fā)揚西遷精神，一路披荊斬棘，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”。王飛說：“那段時間，通宵做項目已是家常便飯。最忙的時候，連續(xù)一周時間，不分白天黑夜，團隊以15分鐘為單位制定工作計劃，嚴卡每一步工作成效，并確保達標。面對這種壓力，大家的狀態(tài)都是‘拼了’?！?/p>

“近70歲的鄭南寧院士和我們一起攻堅克難，我們哪還好意思不努力！”提起那段經(jīng)歷，軟件開發(fā)與測試人員李園園、羅勇強、裴廣利、何峰眼里閃著光。

項目質(zhì)量負責人王一唯說：“經(jīng)歷過這項工作的錘煉，團隊成員都成長了，每個人都比此前更為嚴苛地對待自己承擔的任務(wù)和環(huán)節(jié)。”

每一道難題的解決，每一個數(shù)據(jù)的獲取，每一次測試的結(jié)果，既挑戰(zhàn)著團隊成員的體能和抗壓極限，也讓他們在那個過程中不斷超越自我。項目算法負責人楊海偉說：“自從參與到國家航天項目相關(guān)研究中，我對‘奉獻’這個詞有了更加深刻的認識和感受?！?/p>

2020年中國航天大會上，探月工程副總設(shè)計師于登云首次透露，我國正在進一步拓展探月工程項目，預(yù)計在2030年將正式建立無人月球科研站，這項任務(wù)將由“嫦娥”系列的6-8號來完成，這意味著我國探月工程以及航天技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)再次超越和領(lǐng)跑。目前西安交大已開始承擔嫦娥六號的相關(guān)研制任務(wù)，在我國未來的航天事業(yè)中，西安交大人將發(fā)揮更大、更重要的作用。



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