了然视觉助力空间站建设，成就航天精神
随着中国空间站“天和”核心舱的成功发射、货运飞船“天舟二号”与核心舱的顺利对接，中国空间站建设标志性地迈出了载人航天工程“三步走”战略规划的关键第三步，预计2022年前后将会完成空间站建设。
未来一年，空间站建设还会迎来11次的密集发射，发射后的舱体与“天和”核心舱以“搭积木”的方式进行对接，最终构建成一个由五大模块组成的“天宫”。
在舱体的对接过程中，了然视觉科技公司的机器视觉技术起到关键作用，助力空间站建设。
中国空间站前期验证的三大关键技术之一，便是智能机械臂技术。而作为机械臂“慧眼”的视觉系统，其使用的双目相机提供类似人眼的立体成像效果，以此引导机械臂进行无人快速交会对接等需要精密配合且零失误完成的任务，在空间站的建设与运行中发挥重要作用。
该视觉系统正是由了然视觉科技董事长，西安交大王飞教授 负责的空间视觉团队通力合作，历经十余年研创打造而成。
中国空间站“搭积木” 智能机械臂显神通
2021年4月29日，中国空间站工程首个航天器”天和”核心舱顺利发射升空。这次发射标志着我国空间站进入全面建造阶段。
2021年5月29日，“天舟二号”货运飞船发射升空。作为远道而来的“快递员”，在发射8小时后便与“天和”核心舱完成了无人快速交会对接，为即将到来的航天员送达了工作与生活的必需品。
“神舟十二号”载人飞船已经就位，预计今年六月中旬将搭载三名航天员前往空间站在轨驻留约三个月。之后，新的补给船“天舟三号”被发射，10月又会发射搭载3名宇航员的“神舟十三号”，预计停留约半年。
未来，空间站两大实验舱“问天”与“梦天”将在2022年“天舟四号”和“神舟十四号”之后发射，此后的11月，神舟十五号搭载的3名航天员将与此前十四号的三人同时在空间站滞留约10天。此外，俄罗斯航天局还将独立建造实验舱并搭载设施，未来与“天和”核心舱对接入驻我国空间站。
在中国空间站一步步“搭积木”的过程中，在智能机械臂视觉系统引导下的空间 快速交会对接是不可或缺的关键技术。无论是装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救，这项技术都是实现它们的先决条件。
快速交会对接技术不仅能缩短航天员在飞船狭小空间中滞留的时间、减少不必要的体力与精力付出，也可以保证包括生物制剂在内的“时鲜货”尽快送达空间站。在安全方面，一旦空间站等航天器突遇紧急情况，快速交会对接可以迅速反应，向空间站提供各种急需的物资或救助被困的航天员。
“天和”核心舱机械臂 西安交大铸就慧眼
在我国空间站的建设和运行中，将会有从大到小的几种不同机械臂协同配合，大显身手。其中，整个空间站最大型的主机械臂是”天和“核心舱机械臂 。
这条机械臂主要承担着舱段转位、悬停飞行器捕获和辅助对接等多种重要任务，其中每一项都离不开视觉系统，才能进行不能容许任何失误 的精密配合。
与人体手臂一样，这条机械臂分为肩部、肘部、腕部三个活动部位，三个部位各配置一台视觉相机，肩部与腕部视觉相机是双目手眼相机，它可以在10米范围内呈现出人眼立体成像 效果。
▲王飞教授前排右二负责的西安交大空间视觉团队
图源：西安交大
由王飞教授团队开发的视觉系统就好比机械臂的“慧眼”，用于感知各类环境信息并借助机器视觉技术进行精准的空间快速交会对接 ，其中最主要的是机械臂的末端执行器与舱体的目标适配器之间的对接。
机械臂的肩部与腕部各有3个关节，肘部一个关节，具备七自由度运动能力。肩部与腕部末端各配置一部末端执行器。在“天宫”空间站“天和一号”核心舱、“问天号”实验舱、“梦天号”实验舱三大舱体表面均配置有多个目标适配器。
对称设计使机械臂两端可以对等的互换，当机械臂前端的腕部与新的目标适配器成功对接，电源和信息流便可以从新的对接点传输，原先的肩部即可分离，变为新的腕部。
核心舱机械臂就是通过两个末端执行器与不同目标适配器之间的对接与分离实现类似蠕虫的舱体爬行功能，进而在更大范围触达空间站各舱体外表面。
核心舱机械臂还能用于对接人员操作台，辅助航天员在空间站舱外实现大范围转移，进行舱外活动。未来，它还可以与实验舱的小机械臂直接对接，形成长度达15米的超长机械臂，并通过核心舱机械臂爬行功能实现对空间站外表面的全触达。
与之相似的无人交会对接视觉系统，还运用在转位机构的小机械臂上，未来将用于实验舱与核心舱的对接。在这里之所以放弃了早期使用主机械臂的方案，是因为其控制精度更高，可以大幅度降低与大质量实验舱对接时的推力负荷，且转位机构专用的小机械臂相比主机械臂结构简单的多，可靠性更高。
十年磨一剑 今朝试锋芒
自2007年起，中国工程院院士、西安交大郑南宁教授 就带领科研团队参与空间站机械臂视觉系统研制。西安交大王飞教授了然视觉科技董事长 是项目的承担人，他和团队齐心协力，专注于空间站机械臂视觉系统设计、软件开发与硬件产品的研制工作。
▲王飞教授负责的视觉信息处理与应用国家工程实验室
图源：西安交大
团队的算法负责人西安交大杨海伟博士了然视觉科技技术总监 有幸第一次在海南文昌发射现场观摩，并见证群众挥舞着国旗、唱起《歌唱祖国》、欢呼“祖国万岁”的盛况。伴随着项目的顺利开展和群众的大力支持，杨海伟博士舒展了眉头，腼腆的露出笑容。“激动、自豪，但更多是还要更努力的决心。还记得一次次的通宵熬夜，一次次的反复实验，我们团队完成了任务，没有辜负这份沉甸甸的责任。”
了然助力航天科技落地 产学研相辅相成
中国航天工业中所使用的顶尖技术早已成功落地，深圳了然视觉科技有限公司 将相关技术应用到汽车制造、仓储物流等多个行业。
了然视觉科技由王飞教授带领的空间视觉团队创办，有长达 15 年的航天技术积淀及 5 年以上的制造行业视觉产品迭代经验，具有完全自主知识产权的检测识别、视觉引导、多维测量等核心技术。团队发扬航天精神，深耕智能制造、柔性制造，致力于为客户提供智能化的视觉产品和行业解决方案。
▲了然视觉科技团队
了然视觉联合创始人王琪 介绍道，公司创立至今，已在深圳、西安设立研发中心，在“机器视觉，美丽人生”的愿景下，正在推动机器视觉与人工智能技术在中国及全球范围的产业应用，通过打造智能视觉技术平台为智能智造、柔性制造工业基础而奋斗。
基于业界领先的智能视觉技术，了然视觉已在汽车制造、机械零部件生产、无人物流等领域收获了东风日产、吉利汽车、上汽通用、麦格纳国际 Magna International、上柴、东风康明斯、林德叉车等业界知名合作伙伴，持续为行业客户产生价值。
这篇有关于 了然视觉助力空间站建设，成就航天精神 的文章，就为您介绍到这里，希望它对您有帮助。如果您喜欢这篇文章，请分享给您的好友。
