2020-11-24 15:50:15 來(lái)源：中國(guó)新聞網(wǎng)
視覺(jué)信息處理與應(yīng)用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室空間視覺(jué)團(tuán)隊(duì)。西安交大供圖
中新網(wǎng)西安11月24日電 (田進(jìn) 車孟瑩 李莉)24日，嫦娥五號(hào)探測(cè)器搭載長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭成功發(fā)射。
“嫦娥五號(hào)”的表取采樣視覺(jué)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(jué)信息處理與應(yīng)用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室空間視覺(jué)團(tuán)隊(duì)完成，項(xiàng)目負(fù)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(jī)”和“機(jī)械臂”等多樣化采樣工具完成月巖和月壤的自動(dòng)采樣，而后送至上升器的器具中封裝保存。因此，采樣的視覺(jué)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(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)這一重要環(huán)節(jié)——通過(guò)表取采樣視覺(jué)信息處理系統(tǒng)引導(dǎo)機(jī)械臂進(jìn)行自主采樣并確保效率和精確度，還要將采樣過(guò)程中的圖像壓縮傳送回來(lái)，供地面工作人員進(jìn)行精準(zhǔn)研究和分析。
與地球相似，月球也進(jìn)行自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此月球上也像地球一樣有白天和黑夜之分。不過(guò)，由于月球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間等于一個(gè)恒星月(27天7小時(shí)43分11.47秒)，月球上一天的時(shí)間大約相當(dāng)于地球的1個(gè)月。一個(gè)白天的時(shí)間大約相當(dāng)于地球的14天，黑夜的時(shí)間大約也相當(dāng)于地球的14天。項(xiàng)目總體負(fù)責(zé)人王飛表示，在實(shí)際采樣抓取過(guò)程中，必須讓機(jī)械臂滿足視覺(jué)閉環(huán)各項(xiàng)指標(biāo)要求，視覺(jué)自主引導(dǎo)，確保采樣工具成功抓取并完成封裝動(dòng)作。月晝狀態(tài)下，光照強(qiáng)度遠(yuǎn)超地球，而且月球表面地形復(fù)雜，團(tuán)隊(duì)必須反復(fù)模擬和測(cè)試各種工況下視覺(jué)信息處理系統(tǒng)的處理結(jié)果是否滿足需求。
例如，在強(qiáng)光照環(huán)境下自動(dòng)曝光試驗(yàn)和測(cè)試中，需驗(yàn)證自動(dòng)曝光功能在強(qiáng)光照環(huán)境下的成像質(zhì)量，是否能準(zhǔn)確引導(dǎo)機(jī)械臂自主完成抓取和放置動(dòng)作，確保機(jī)械臂使用的精確度。不同強(qiáng)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(cè)試視覺(jué)系統(tǒng)的精度，一般一個(gè)實(shí)驗(yàn)需要持續(xù)1到2個(gè)月。
在圖像壓縮傳輸可靠性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中，團(tuán)隊(duì)使用彩色小球和復(fù)雜標(biāo)記驗(yàn)證圖像壓縮算法。軟件負(fù)責(zé)人張秋光說(shuō)，“我們購(gòu)買了20萬(wàn)個(gè)直徑約5mm左右的彩色小球，模擬復(fù)雜環(huán)境，測(cè)試圖像壓縮算法，確保在各類場(chǎng)景下圖像壓縮算法滿足指標(biāo)要求?！蓖瑫r(shí)，打印多張大幅面的復(fù)雜圖案進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)不同距離和姿態(tài)下誤差分析，完成三維位姿精度測(cè)試和目標(biāo)識(shí)別率測(cè)試。
團(tuán)隊(duì)成員表示，在做這些實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，最難的并不是實(shí)驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)、實(shí)驗(yàn)條件復(fù)雜，最難的是“歸零”——只要一個(gè)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(huì)導(dǎo)致軟件“歸零”。按照航天質(zhì)量要求完成“歸零”既是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)也是一個(gè)團(tuán)隊(duì)成長(zhǎng)的助推器，他們沒(méi)有退縮。王飛說(shuō)，“辦法總比困難多！我們沒(méi)時(shí)間也不能后退，我國(guó)的航天事業(yè)起步晚，我們想要實(shí)現(xiàn)追趕超越，必須分秒必爭(zhēng)！”
在各種嚴(yán)苛的技術(shù)指標(biāo)要求下，該團(tuán)隊(duì)發(fā)揚(yáng)西遷精神，經(jīng)過(guò)預(yù)研階段、初樣階段、正樣階段的埋頭苦干，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的試驗(yàn)與驗(yàn)證，終于圓滿完成了任務(wù)。對(duì)于這支平均年齡在35歲左右的團(tuán)隊(duì)而言，整個(gè)研究過(guò)程更像是一堂“成長(zhǎng)課”。(完)
編輯：海洋