日前，我國自主研發(fā)建造的“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，這標(biāo)志著我國嫦娥探月工程“繞、落、回”三步走戰(zhàn)略目標(biāo)的圓滿成功。

嫦娥探月工程自2004年正式立項(xiàng)啟動(dòng)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(jì)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(xiàng)偉大的事業(yè)貢獻(xiàn)了一份力量。“嫦娥五號(hào)”直接影響自主采樣任務(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(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(shí)驗(yàn)室空間視覺團(tuán)隊(duì)完成，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是王飛教授。

空間視覺團(tuán)隊(duì)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(yàn)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(tuán)隊(duì)。該團(tuán)隊(duì)成立于2007年，在我國載人航天工程、探月工程、空間機(jī)器人等多個(gè)領(lǐng)域都承擔(dān)著重要的任務(wù)。

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。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(tuán)隊(duì)負(fù)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(jī)械臂進(jìn)行自主采樣并確保效率和精確度，還要將采樣過程中的圖像壓縮傳送回來，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)，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(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)際采樣抓取過程中，必須讓機(jī)械臂滿足視覺閉環(huán)各項(xiàng)指標(biāo)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(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)試各種工況下視覺信息處理系統(tǒng)的處理結(jié)果是否滿足需求，一般一個(gè)實(shí)驗(yàn)需要持續(xù)1到2個(gè)月。

“我們購買了20萬個(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。”軟件負(fù)責(zé)人張秋光說,同時(shí)，打印多張大幅面的復(fù)雜圖案進(jìn)行測(cè)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(cè)試和目標(biāo)識(shí)別率測(cè)試。

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”，但團(tuán)隊(duì)成員普遍表示，在按照航天質(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，他們沒有絲毫退縮。

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，一路披荊斬棘，經(jīng)過無數(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)研究過程更像是一堂“成長(zhǎng)課”。王飛說：“那段時(shí)間，通宵做項(xiàng)目已是家常便飯。最忙的時(shí)候，連續(xù)一周時(shí)間，不分白天黑夜，團(tuán)隊(duì)以15分鐘為單位制定工作計(jì)劃，嚴(yán)卡每一步工作成效，并確保達(dá)標(biāo)。面對(duì)這種壓力，大家的狀態(tài)都是‘拼了’。”

“近70歲的鄭南寧院士和我們一起攻堅(jiān)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(cè)試人員李園園、羅勇強(qiáng)、裴廣利、何峰眼里閃著光。

項(xiàng)目質(zhì)量負(fù)責(zé)人王一唯說：“經(jīng)歷過這項(xiàng)工作的錘煉，團(tuán)隊(duì)成員都成長(zhǎng)了，每個(gè)人都比此前更為嚴(yán)苛地對(duì)待自己承擔(dān)的任務(wù)和環(huán)節(jié)。”

每一道難題的解決，每一個(gè)數(shù)據(jù)的獲取，每一次測(cè)試的結(jié)果，既挑戰(zhàn)著團(tuán)隊(duì)成員的體能和抗壓極限，也讓他們?cè)谀莻€(gè)過程中不斷超越自我。項(xiàng)目算法負(fù)責(zé)人楊海偉說：“自從參與到國家航天項(xiàng)目相關(guān)研究中，我對(duì)‘奉獻(xiàn)’這個(gè)詞有了更加深刻的認(rèn)識(shí)和感受。”

2020年中國航天大會(huì)上，探月工程副總設(shè)計(jì)師于登云首次透露，我國正在進(jìn)一步拓展探月工程項(xiàng)目，預(yù)計(jì)在2030年將正式建立無人月球科研站，這項(xiàng)任務(wù)將由“嫦娥”系列的6-8號(hào)來完成，這意味著我國探月工程以及航天技術(shù)領(lǐng)域?qū)?shí)現(xiàn)再次超越和領(lǐng)跑。目前西安交大已開始承擔(dān)嫦娥六號(hào)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。