玉兔两只眼睛六条腿

<p>　　经历长途跋涉的“玉兔”终于登上了陌生的月球表面。那里环形山星罗棋布，月壤松软、月尘满地。人们不禁好奇，“人生地不熟”的“玉兔”该如何看得清、辨得明、走得正？早在10年前，中国航天科技[0.34% 资金 研报]集团公司五院巡视器制导、导航与控制（gnc）分系统的设计师们，就踏上了我国第一套巡视探测gnc系统的研制征程。</p><p>　　作为我国一类全新的地外航天器，月面巡视探测器的导航控制技术与卫星和飞船完全不同，唯一可以参考的只有国外寥寥几篇模棱两可的技术文档。摆在航天五院科研人员面前的，是一场从无到有的创新攻关。</p><p>　　怎样为“玉兔”安上一双“慧眼”，成为设计师们首先要攻克的难题。经过反复查阅资料和验证，他们最终确定了由两对相机组成的双目立体视觉系统方案，并针对阴影情况，设计了基于激光点阵的主动结构光设备，让巡视器不但在阳光下看得清晰，在阴影里也能准确辨别障碍。</p><p>　　万事开头难。在对硬件产品的性能不甚了解的情况下，在试验室作为预先研究的算法和工程的结合产生了不协调问题，集中表现在算法问题凸显，影响障碍的自主识别，无法实现安全行走。研发团队不畏难题，果断出击，紧急研制了简化算法，实现了简单障碍的自主规避。紧接着，他们集中力量对双目立体视觉自主避障算法进行攻关。通过大量翻阅文献，不停地仿真验证，一遍遍讨论修订，终于在2007年初，算法研究取得了突破性成果，“玉兔”之眼研究迈上了一个新台阶。</p><p>　　新的挑战再次出现。因为相机是成对使用，与之前单个使用的星敏感器标定方法不同，又是近景成像，并且需要新的测试方法。研制人员只能针对新的相机研究了新的标定安装方法，研制了新的设备进行新性能的测试，并最终在2009年完成模样产品，2011年完成初样产品，2013年初提交了满足各项指标的正样产品。自此，“玉兔”的慧眼终于长成！</p><p>　　能够看路，还得需要行路。“玉兔”采用了六轮摇臂式的移动装置，六个轮子可以独立驱动，其中四个角轮还能转向。要控制这几条“腿”协调运动，使“玉兔”沿规划之路安全行驶到目标位置不是个简单事。航天五院相关专家介绍，巡视器控制律设计是多目标多约束控制问题，既要考虑月面松软月壤下的轮土接触力学关系、减少滑移和侧滑等现象，还要考虑巡视器自身运动能力约束。面对这一难题，设计师们设计了10多种运动控制律，经过了上千次的仿真验算，最终确定了六轮驱动和四轮转向协调控制的控制方法，实现了对规划路径的准确跟踪控制，这意味“玉兔”可以灵活地踏上月球了！</p><p>　　在“玉兔”巡视器gnc系统研制过程中，航天五院的设计师们还研制成功了我国最大的多自由度分谱段平行光照模拟灯阵，我国最大的月面高仿真沙盘……当一台台令人叹服的试验设备陆续出现在巡视器gnc试验室时，每一个受邀前来的参观者都为之惊叹：你们用最少的资金，建立了最有效的巡视器gnc试验室，难能可贵！</p><p>　　当我国第一台月面巡视器在gnc系统的控制下行走在美丽的月球之上时，航天五院的科研人员们早已忘记了十年中无数个在办公室和试验场度过的节假日，忘记了凌晨才走出办公室的疲惫，忘记了久别亲人奔赴工作岗位的不舍和心酸，他们的心里只装着一个梦，那就是：向月球进发！ 500)this.style.width=500;" onmousewheel="return bbimg(this)"></p><br />