视觉导航|为了让中国走向宇宙更深处

■采访人员 王之康
日前 , 火星探测器天问一号成功着陆火星 。中科院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室行星遥感团队(以下简称行星遥感团队)在北京航天飞行控制中心(以下简称北京飞控中心)见证了这一历史时刻 。在短暂的激动之后 , 团队带头人邸凯昌随即又和他的同事们投入到下一步工作当中——为祝融号火星车巡视探测保驾护航 。
“我们团队的研究方向是行星遥感 , 或者叫深空探测遥感 。”邸凯昌告诉《中国科学报》 , 具体而言有四个研究方向 , 即行星摄影测量、行星表面遥感探测、行星地质过程机理与比较行星学、遥操作环境感知与导航定位 。“简单来说 , 这四个方向分别解决在哪里、是什么、为什么以及怎么探测的问题 。”
在此次天问一号探测任务中 , 行星摄影测量技术已经成功应用于着陆区制图与形貌分析从而支持着陆部分 , 遥操作环境感知与导航定位技术也将在巡视探测中发挥重要作用 。
【视觉导航|为了让中国走向宇宙更深处】据邸凯昌介绍 , 目前国内遥感领域从事这个方向研究的人并不多 , 而他们团队十几年来却始终坚持这个方向 。他们“面向国际学术前沿开展研究 , 面向国家重大需求开发行星遥感制图与导航定位关键技术” , 是因为“为国家重大工程作贡献是一件令人非常自豪的事 , 更是为了中国走向宇宙更深处” 。
从无到有
这一切 , 要从13年前说起 。
2008年7月 , 刚刚归国的邸凯昌 , 在中科院遥感应用研究所(现为空天信息创新研究院)任研究员 , 并与刚刚博士毕业的刘召芹、岳宗玉组成了行星制图与遥感研究组 。
当时中科院遥感应用研究所和国内测绘遥感界的遥感应用基本都是对地观测 , 对月球和行星遥感的研究和应用十分薄弱 。而在他回国前的5个月 , “嫦娥三号”工程已经正式立项 , 大力发展月球与深空探测势在必行 , 这就要求行星遥感研究与应用方面必须实现突破 。
“可以说 , 当时在国内开展行星遥感研究 , 挑战非常大 , 但同时也充满了机遇 。”邸凯昌说 。
在回国的第二年 , 邸凯昌就在国家自然科学基金、“863”项目等的支持下 , 招收了2名博士生和2名硕士生 , 开启了行星遥感方向的研究 。
“邸老师要求很严格 , 虽然我当时是研一新生 , 但也必须每周回所里参加组会 , 经常开会推公式、讨论问题 。”如今在国家遥感中心工作的刘一良博士回忆道 。
这一点也得到了团队副研究员彭嫚的验证:“那时候 , 国内做行星制图的人很少 , 没什么参考资料 , 相关网站和论坛上的解释也是只言片语 , 我们都是讨论推测出各种方案 , 再进行编码开发 。”
也就是在那一年的8月 , 作为国内最早专注于行星遥感的团队之一 , 他们正式成立了行星制图与遥感实验室 , 并确定了后来的四个具体研究方向 。
从嫦娥到天问
行星遥感团队成立伊始 , 在方法技术研究上就瞄准了支撑我国月球与深空探测重大工程任务 。
为更好地测试和验证所研发的视觉导航定位与环境感知关键技术 , 行星遥感团队搭建了月球车1.0版本 , 并配备了立体相机、惯性导航系统、罗盘和双自由度云台等仪器 , 可以实现一定的障碍翻越 。

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