火星毅力漫游者:驾驶得更远更快与自动导航和直升机侦察

NASA锲而不舍的漫游者驱动

我们一直在开车">火星从1997年开始,第83次索尔·旅居者号月球车任务开始。自2003年“勇气”号和“机遇”号火星车抵达火星、2012年“好奇”号火星车抵达火星、2021年“毅力”号火星车抵达火星以来,我们一直在不断探索火星表面。锲而不舍的移动系统被设计成实现比以往任何任务更快、更精确的自动驾驶.它有适合崎岖地形的轮子,具有快速曝光时间的相机,宽导航相机“Navcam”视野,以及专用的第二计算机和用于快速图像处理的场门可编程阵列“FPGA”。视觉里程计,“VO”,在行驶过程中跟踪图像特征的运动,以提供准确的位置估计和测量滑移。“边开车边思考”功能允许Perseverance在进行VO时持续驾驶,生成地形几何学地图,自动混合驾驶弧线,选择安全高效的驾驶路径。

火星毅力Sol 178

锲而不舍正在使用自动导航,“AutoNav”,以快速驾驶到科学感兴趣的功能。“匠心”一直在寻找潜在的兴趣领域,以帮助决定调查哪些领域,并帮助“恒心”优化路径,以选定的目的地。来源:美国国家航空航天局/姓名

Autonav的一个例子就是开车到一个叫做“Citadelle”探测车在那里收集了第一个岩石样本。从2021年8月20日(第178日)“毅力”号的位置出发,它需要向上行驶约84米,穿过危险山脊的狭窄缝隙,最终到达citadel。yabo2018体育下载漫游者导航摄像头拍摄的图像并没有覆盖这一空白。来自火星轨道飞行器的图像对于战略路线规划很有价值,但并不是所有的危险都能在其中被识别出来。通过使用AutoNav, Perseverance可以一路开到缝隙处,并在一次驾驶中自动找到一条通过缝隙的安全路径。

毅力的旅程,第一次成功的样本收集

这张照片显示了美国宇航局的“毅力”号漫游者在2021年2月18日着陆后大约7个月的旅程。8月初,探测器从着陆点“奥克塔维亚e巴特勒着陆点”(Octavia E. Butler landing)向南行驶,试图在一个名为“鲁比昂”(Roubion)的钻孔中收集第一个样本。在那块岩石被证明过于脆弱,无法提供核心样本后,“毅力”号沿着“阿图比”山脊向西北方向行驶,来到一个名为“城堡”的地区,在那里,它于2021年9月初成功收集了头两个样本。第一个岩芯取自一个叫“罗切特”的岩石,在一个叫“蒙特尼尔”的钻孔处。第二个,或者说成对的Montdenier样本是在名为“Montagnac”的钻孔中采集的)“Séítah”,一个未来的漫游者探索领域,也被展示出来。来源:NASA/ jpl -加州理工学院/亚利桑那大学/美国地质勘探局

锲而不舍在城堡进行抽样活动时,“匠心”号在探测车的下一个取样地点Séítah南部进行飞行离地面约10米的高度。yabo2018体育下载使用来自第12号航班的“智慧返回地球”(ingenious Return to Earth)“RTE”摄像机图像,操作团队能够确认计划的战略路线进入该地区的可穿越性。2021年9月12日(太阳节200日),为进入Séítah,“毅力”在允许的时间内行驶了175.15米。在构建初始地形图的8米路段之后,剩余的167米路段使用了AutoNav——这是我们所有火星探测器在一个单一的星球上自动驾驶最远的一次。


这段视频显示了">美国国家航空航天局2021年9月12日,也就是该任务的第200个火星日,“毅力”号火星探测器使用自动导航(AutoNav)技术行驶了548英尺(167米)。AutoNav允许漫游者在前往预先设定的目的地的途中自动重新规划绕过岩石或其他障碍物的路线。这段视频是由漫游者的导航摄像头拍摄的;它们可以显示彩色图像,但黑白图像更适合导航。视频被加速了大约200倍,每帧之间大约有30秒。来源:美国国家航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院

自动驾驶和直升机侦察正在帮助“毅力”在兴趣区域之间高效导航,并将更多时间集中在科学活动上。前方的道路看起来非常令人兴奋,因为我们探索了毅力和独创性的全面能力。

作者:Vandi Verma,美国宇航局/喷气推进实验室机器人操作总工程师

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