中新網(wǎng)海南文昌7月24日電 (馬帥莎 李莉 韓美玲)7月24日，問天實驗艙在文昌航天發(fā)射場由長征五號B運載火箭成功發(fā)射。面對后續(xù)天和核心艙與問天實驗艙的轉(zhuǎn)位對接任務(wù)，核心艙大機(jī)械臂上的5臺小相機(jī)隨時準(zhǔn)備著。
據(jù)了解，空間站核心艙機(jī)械臂上安裝有5臺小相機(jī)，均來自于中國航天科技集團(tuán)五院508所，按照功能不同，分別分布于機(jī)械臂的“肩關(guān)節(jié)”、“腕關(guān)節(jié)”、“肘關(guān)節(jié)”和空間站核心艙上，用9只“眼睛”服務(wù)于核心艙與實驗艙的轉(zhuǎn)位對接等任務(wù)。目前，它們已順利完成在太空的艙外巡檢、機(jī)械臂在軌操控、航天員出艙等工作，隨時準(zhǔn)備迎接轉(zhuǎn)位對接等后續(xù)任務(wù)的到來。
其中，兩臺腕部相機(jī)分別安裝于機(jī)械臂的“腕關(guān)節(jié)”和“肩關(guān)節(jié)”。如同手持式的智能攝像機(jī)，當(dāng)機(jī)械臂距離物體較近時，它們需要清晰“看到”物體的彩色影像，同時還要基于預(yù)設(shè)的視覺標(biāo)記實時計算出與物體之間三維距離和三維角度，進(jìn)而引導(dǎo)機(jī)械臂靠近并最終捕獲目標(biāo)物體。
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為實現(xiàn)上述功能，設(shè)計師們賦予它們?nèi)?ldquo;法寶”。每臺相機(jī)均有兩只聰慧的“眼睛”，且每一只“眼睛”都能夠完全獨立工作，就像人類用兩只眼睛比一只眼睛能夠更清晰地觀察世界一樣，兩只“眼睛”相互配合，不僅能夠擴(kuò)大可視范圍，還能夠極大提升對目標(biāo)物體位置和姿態(tài)的測量精度。
另外，這兩臺相機(jī)集成了主動照明組件，能夠在無太陽光照條件下仍然清晰成像，好比機(jī)械臂自帶探照燈。它們還能獨立完成對目標(biāo)物體的智能化位姿測量，幫助地面科研人員直觀地獲取目標(biāo)物體的位姿信息，不用再開展相關(guān)的數(shù)據(jù)計算。實測結(jié)果表明，它們的距離和角度測量精度均達(dá)國際先進(jìn)水平。
為什么安裝于“肩關(guān)節(jié)”位置的相機(jī)，也被叫做腕部相機(jī)？這是因為核心艙機(jī)械臂采用了對稱式的結(jié)構(gòu)形態(tài)，當(dāng)“腕關(guān)節(jié)”移動至固定點并鎖緊后，“肩關(guān)節(jié)”可以解鎖并脫離其固定點，實現(xiàn)兩個關(guān)節(jié)的功能對調(diào)，即當(dāng)機(jī)械臂的“腕關(guān)節(jié)”捕獲目標(biāo)物體并固定后，“肩關(guān)節(jié)”便開始解鎖、活動，此時“肩關(guān)節(jié)”和“腕關(guān)節(jié)”實現(xiàn)角色互換，兩臺相機(jī)的任務(wù)角色也需實現(xiàn)互換。它們就是這樣接替作為“腕部”眼睛，擔(dān)負(fù)起成像和測量的重任。
第三臺相機(jī)位于機(jī)械臂正中心“肘部關(guān)節(jié)”位置，被大家稱為“肘部”相機(jī)。與“腕部”的兩臺相機(jī)不同，它主要用于遠(yuǎn)距離全局成像，實現(xiàn)整臂工作區(qū)域監(jiān)視。由于它不需要進(jìn)行視覺測量，因此采用“獨眼”設(shè)計，最大限度降低重量，輕裝上陣。此外，它和腕部相機(jī)一樣配備了主動照明組件，具備全天時工作能力。
其余兩臺相機(jī)則被固定安裝于核心艙周向?qū)涌诟浇环Q為對接相機(jī)。由于其功能主要是服務(wù)于機(jī)械臂開展實驗艙轉(zhuǎn)位及輔助對接任務(wù)，這兩臺安裝于核心艙上的相機(jī)也屬于機(jī)械臂。
在由核心艙機(jī)械臂開展實驗艙轉(zhuǎn)位任務(wù)時，“腕部”相機(jī)會引導(dǎo)機(jī)械臂主動抓取實驗艙，此時，機(jī)械臂的“腕部”同實驗艙固定在一起。機(jī)械臂抓取實驗艙由徑向轉(zhuǎn)移至周向后，這兩臺相機(jī)就具備“觀測”實驗艙位姿信息的第一視角位置，它們將“觀測”到的信息反饋至機(jī)械臂，機(jī)械臂就可以依據(jù)信息開展實驗艙與核心艙對接所需的進(jìn)一步操作。
為了確保安全性和高可靠性，這兩臺相機(jī)也是“雙目”設(shè)計，只是對鏡頭光學(xué)指標(biāo)進(jìn)行了適應(yīng)性修改，以滿足測量距離的要求。
目前，5臺相機(jī)，9只慧眼，已隨核心艙遨游太空幾百個日夜，看流星劃過，瞰神州山河，靜待空間站觀測任務(wù)中大展拳腳。(完)
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