嫦娥五號升空 揭秘背后的“交大力量”

中新網西安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射。

“嫦娥五號”的表取採樣視覺信息處理系統，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。

此次承擔月表採樣任務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，並由著陸器身上安裝的“岩心鑽探機”和“機械臂”等多樣化採樣工具完成月岩和月壤的自動採樣，而后送至上升器的器具中封裝保存。因此，採樣的視覺信息處理系統直接關系到採樣任務的成敗。西安交大團隊負責這一重要環節——通過表取採樣視覺信息處理系統引導機械臂進行自主採樣並確保效率和精確度，還要將採樣過程中的圖像壓縮傳送回來，供地面工作人員進行精准研究和分析。

與地球相似，月球也進行自轉運動，因此月球上也像地球一樣有白天和黑夜之分。不過，由於月球自轉一周的時間等於一個恆星月(27天7小時43分11.47秒)，月球上一天的時間大約相當於地球的1個月。一個白天的時間大約相當於地球的14天，黑夜的時間大約也相當於地球的14天。項目總體負責人王飛表示，在實際採樣抓取過程中，必須讓機械臂滿足視覺閉環各項指標要求，視覺自主引導，確保採樣工具成功抓取並完成封裝動作。月晝狀態下，光照強度遠超地球，而且月球表面地形復雜，團隊必須反復模擬和測試各種工況下視覺信息處理系統的處理結果是否滿足需求。

例如，在強光照環境下自動曝光試驗和測試中，需驗証自動曝光功能在強光照環境下的成像質量，是否能准確引導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，他們需要反復測試視覺系統的精度，一般一個實驗需要持續1到2個月。

在圖像壓縮傳輸可靠性實驗驗証中，團隊使用彩色小球和復雜標記驗証圖像壓縮算法。軟件負責人張秋光說，“我們購買了20萬個直徑約5mm左右的彩色小球，模擬復雜環境，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。”同時，打印多張大幅面的復雜圖案進行測試，通過不同距離和姿態下誤差分析，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，最難的並不是實驗耗時長、實驗條件復雜，最難的是“歸零”——隻要一個數據或者算法出現了偏差，哪怕是概率極低的情況，也會導致軟件“歸零”。按照航天質量要求完成“歸零”既是一項艱巨的任務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，我國的航天事業起步晚，我們想要實現追趕超越，必須分秒必爭！”

在各種嚴苛的技術指標要求下，該團隊發揚西遷精神，經過預研階段、初樣階段、正樣階段的埋頭苦干，經過無數次的試驗與驗証，終於圓滿完成了任務。對於這支平均年齡在35歲左右的團隊而言，整個研究過程更像是一堂“成長課”。(完)