时报讯 一部《机器人总动员》让大家认识了可爱的机器人Wall-E，在遥远的未来，人类被迫离开自己的母星移居太空船过活，而它则被派往地球进行无穷无尽的垃圾处理工作，别小看这个有着两只大大的眼睛、两只机械臂和类似拖拉机的身子的家伙，它会走会看还会“谈恋爱”。
其实，这不只是一个好莱坞童话，日前，上海版月面巡视探测器（俗称月球车）通过验收，它身上的一个重要器官“眼睛”，即难度最高的子系统之一——自主视觉导航系统则是由浙江大学的教授来完成的。
月球车的八只眼都有特别用途
在陆地上开车，需要GPS系统来导航，然而，在月球上，月球车该如何行进呢？
已经从事视觉导航系统研究二十多年的浙大教授刘济林说，由于月球上基本没有磁极概念，因此没有方向感，容易“找不着北”，加上月球上面地形复杂，有各种沟、坡、障碍等，而要在月球上建立GPS系统，需要约20多只卫星“配合”，投入太高，所以，最迫切的难题之一就是给月球车装上“眼睛”。
刘教授说，月球车的行进方式有遥控、点控和“自己走”三种，遥控是由科研人员在地球上进行“远程操控”，点控就是设置一个个目标点然后“点点击破”，最高级也最难的就是让月球车“自己走”了。
据刘教授介绍，他们研发的机器视觉导航系统有四组八只“眼”即摄像头，“脑袋上”一组导航、一组全景，机身前后还各有一组避障摄像头，导航摄像头负责“指方向”，即根据太阳高度角找到方向，即“找北”，全景摄像头可以360度全景观测，可以“看”到100米半径以内的范围，至于避障摄像头，它就短视了点，大约只能“看”4米，但基本能看到180度范围内。
有了这八只“眼”，每次走时，月球车先是用全景“眼”360度扫描一圈，然后，再用前后的避障“眼”仔细地“巡逻”，基本是走一走，停一停。即使一不小心一只眼失灵了也不怕，因为他们同时也在进行“单目视觉研究”，以防万一。
实时重建三维地形图作“导航图”
在浙大信电系的实验室里，刘教授用一台模拟机器给记者演示了“月球车”的“走路过程”。
这个约莫半米高的小家伙，身上有几根凸出的“小管”即“眼睛”，场地里错落地摆了几块石头，刘教授把一台笔记本安装在小家伙身上，它就开始“走动”了，只见它速度很慢，遇到障碍更是左顾右看，然后挪动身子巧妙地绕过障碍。
石头有多高、多宽，包括石头上的若干个点，这种立体的“机器眼”都能够把相关的图像数据实时地记录下来，然后传给“大脑”，在此基础上，它能够把当时当地的三维地形图拼接和重建出来，这样一来，当前位置如何、路该怎么走、障碍该如何避让等，它就能够做出自己的判断和决定了。
刘教授指出，在月球上，这种“机器眼”还能够利用一种视觉里程计技术来进行“定位”，好比汽车的“里程计”，万一月球车打滑或者不动了，也能做出正确判断。
虽然有了这种厉害的“机器眼”，因为种种原因，月球车还是跑不快。刘教授说，为这一视觉导航系统配备的电脑，目前还比不上286的水平，因为月球车的太阳能电池功率小，而且还要防辐射，“拉不动”更高级别的CPU，月球车的速度理论上说有3米/秒，但走走停停，一天下来最多也就走10米，“美国的火星车走了四年，也不过10公里不到。”
