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為可愛“玉兔”和“嫦娥三姐”裝上明亮雙眼，能夠讓她們在月球表面安全降落并且避障行走的，正是中國航天科技集團五院502所相機團隊的五名成員。該團隊為嫦娥三號任務(wù)共交付了五臺相機，包括一對導(dǎo)航相機、一對避障相機以及著陸器的光學(xué)成像敏感器。
他們設(shè)計研發(fā)的嫦娥三號月面著陸器避障視覺系統(tǒng)和巡視器雙目視覺系統(tǒng)，保證了嫦娥三號選取最為平整的地點降落，更賦予了月球車“玉兔”行走避障能力。
避障真牛
與美國“阿波羅”登月計劃依靠宇航員識別月面障礙不同，嫦娥三號采用無人軟著陸，因此必須具有自主障礙識別能力。為此，相機團隊使用光學(xué)成像敏感器和激光三維敏感器代替人眼，在距離月面較近時獲得待著陸區(qū)域精確的三維高程圖信息，可精確分辨月面上比較小的障礙。同時，在距離月面較遠(yuǎn)時還增加了一個光學(xué)成像敏感器，用于在較大范圍內(nèi)識別較大尺寸的障礙。如此一來，形成了一套遠(yuǎn)近結(jié)合、粗精并用的接力避障策略，大大提高了著陸的安全性。張洪華副總師所提出的接力避障視覺方案極其具有國際先進(jìn)性。
“這是國際上第一次使用機器視覺代替人眼視覺進(jìn)行月面軟著陸，因為沒有人控制，所以只能讓機器自主判斷。”502所成像事業(yè)部副部長、相機團隊負(fù)責(zé)人、避障算法設(shè)計師王立在接受采訪時說，“最初預(yù)計是會落在一個平坦的地方，但通過實傳圖像可以看出，著陸區(qū)月面崎嶇不平，布滿隕坑和石塊。最后落點前面就有一個大坑，著陸過程中我們繃緊了神經(jīng)，但科學(xué)家們很開心，因為他們喜歡坑和石頭。發(fā)射完成后有人說‘避障真牛，找的這塊地兒絕了’，聽到這樣的夸獎很開心。”
向雜光和低溫宣戰(zhàn)
月球車“金光閃閃”的外衣“亮瞎”了不少航天迷的眼，這些根據(jù)器件溫度控制要求而制作的一塊塊包覆材料，給相機團隊的工作帶來了很大的挑戰(zhàn)：反射而來的強光非常容易影響相機的工作，從而發(fā)生判斷失誤，進(jìn)而影響整個落月和行走。前期試驗中考慮的都是太陽的雜光影響，包覆材料的類型和反射引起的新問題讓研制人員一度壓力頗大，但問題來了就要解決，中國航天人沒有說“不”的傳統(tǒng)。副主任設(shè)計師、主任工藝師于成武找來了強光源進(jìn)行試驗，幾個人完全沒有類似的經(jīng)驗，所有東西都是從零開始。他們冒著被強光、高溫灼傷的風(fēng)險，在相關(guān)團隊的配合下，經(jīng)過多次試驗，改變了部分包覆材料材質(zhì)的顏色，最終保證了相機在軌的清晰成像。
月球晝夜溫差極大，白晝時溫度高達(dá)150攝氏度，黑夜時低至零下180攝氏度。極端的氣溫條件給所有研發(fā)團隊的工作都帶來了極大的挑戰(zhàn)，相機團隊也不例外。
“我正在宿舍休息呢，就聽見有人在外邊喊我”，副主任設(shè)計師梁瀟說。那是半夜，他的美夢被打斷，原因就是正在進(jìn)行低溫測試的相機出現(xiàn)了故障。
低溫試驗進(jìn)行故障復(fù)現(xiàn)需要長時間的工作，且非常困難，只有在零下33攝氏度到零下35攝氏度的區(qū)間才會出現(xiàn)。發(fā)生故障的產(chǎn)品不能破壞，大家只能在以前的產(chǎn)品上努力復(fù)現(xiàn)。為了節(jié)約時間，白天開會，晚上熬夜做試驗。這樣沒白天沒黑夜，連續(xù)作戰(zhàn)的生活整個相機團隊幾乎熬了一整個月。過程中“副總師陳建新過來看大家想吃什么，我說想吃西瓜，他就騎著自行車出去買了西瓜，還從家拿來把菜刀”�；貞浀竭@里，五個人不由得全都樂了。一個月的苦戰(zhàn)之后，問題順利解決。故障修復(fù)時精神高度緊張，并沒覺著有任何辛苦或者不適的周建濤，問題解決后頭疼了整整一個星期。
2012年春節(jié)的時候，正值放假的于成武突然接到通知——樣機中連接兩塊剛性電路板的撓性電路板中有連接線斷掉了。而用在著陸器、巡視器上的相機重量需控制在500克以內(nèi)，為了達(dá)到重量最輕，必須使用撓性電路板。但是剛性電路板之間直接采用撓性電路板聯(lián)接在此之前應(yīng)用非常少，撓性電路板到底要怎么用成了擺在他面前的一道難題：留長了，會刮蹭到別的結(jié)構(gòu)；留短了，彎折半徑不夠，可能很快就會斷掉。
雖然是春節(jié)假期，但相機團隊還是埋頭在實驗室里，研究設(shè)計有沒有改進(jìn)的空間。辦法都是想出來的，最后他們不單解決了已經(jīng)發(fā)生的問題，于成武還編寫出了《撓性電路板使用規(guī)范》為整個502所采用。
