治暈船、解擁堵、攔截?zé)o人機(jī)、玩虛擬現(xiàn)實(shí)游戲…… 神孵化!高大上的航天技術(shù)巧妙落地
新華每日電訊記者張建松
高大上的航天技術(shù),與尋常百姓生活有什么聯(lián)系?正在上海舉行的第十八屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)(上海工博會(huì))上,中國(guó)航天科技集團(tuán)上海航天技術(shù)研究院展示的一系列產(chǎn)品,令人腦洞大開(kāi)。
借用防空導(dǎo)彈技術(shù)攔截?zé)o人機(jī)
無(wú)人機(jī)技術(shù)的普及,給人們視角帶來(lái)非凡改變的同時(shí),也給城市低空安全帶來(lái)了極大隱患。法國(guó)一架無(wú)人機(jī)曾飛越核電站上空；美國(guó)曾有一架無(wú)人機(jī)墜毀在白宮草坪；德國(guó)總理默克爾的選舉集會(huì)上,也出現(xiàn)了一架小型無(wú)人機(jī)。全球多個(gè)國(guó)際機(jī)場(chǎng),還發(fā)生了數(shù)起無(wú)人機(jī)和航班飛機(jī)擦身而過(guò)的危險(xiǎn)事件,令人驚出一身冷汗。
加強(qiáng)對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行管控十分必要。但由于無(wú)人機(jī)目標(biāo)小,又活動(dòng)在城市低空空域,現(xiàn)有的防空探測(cè)手段無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)；而其飛行高度又超過(guò)了常規(guī)槍械的射程,利用現(xiàn)有的警用裝備,也難以對(duì)其實(shí)施有效攔截。
借用防空導(dǎo)彈技術(shù),上海航天技術(shù)研究院推出一種新型的無(wú)人機(jī)攔截器,并綜合應(yīng)用特殊設(shè)計(jì)的低空雷達(dá)以及光電探測(cè)器,研制出“城市低空安保防空系統(tǒng)”。
與攔截導(dǎo)彈不同的是,無(wú)人機(jī)攔截器沒(méi)有安裝戰(zhàn)斗部,而是配備了一張足夠強(qiáng)大的捕獲網(wǎng)。在接近目標(biāo)時(shí),可將捕獲網(wǎng)定向彈出,捕捉目標(biāo),并隨即彈出降落傘,讓攔截下的無(wú)人機(jī)徐徐降落,避免二次傷害。
據(jù)介紹,新開(kāi)發(fā)的“城市低空安保防空系統(tǒng)”可廣泛應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)、大型場(chǎng)館、重要工廠等區(qū)域的低空安全保衛(wèi),監(jiān)控能力超過(guò)5公里,攔截能力超過(guò)3公里,對(duì)民用飛行器和遙控?zé)o人機(jī)目標(biāo)的攔截能力突出。
用航天技術(shù)防暈船、防撞車(chē)
乘船出海,最怕暈船。有什么辦法讓船在大海里實(shí)現(xiàn)零航速減搖呢?
用控制衛(wèi)星姿態(tài)的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)。漂浮在茫茫宇宙,發(fā)射升空的衛(wèi)星需要確保在軌觀測(cè)的穩(wěn)定性,目前普遍采用一種名叫“控制力矩陀螺”的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)控制衛(wèi)星姿態(tài)。
上海航天技術(shù)研究院將衛(wèi)星上的“控制力矩陀螺”核心技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化,針對(duì)各類(lèi)船舶減搖,開(kāi)發(fā)了船用減搖陀螺,可廣泛應(yīng)用于艦艇、漁政船、海事船、救助船等各類(lèi)船舶上,多項(xiàng)技術(shù)均屬?lài)?guó)內(nèi)首創(chuàng)。
上海航天技術(shù)研究院相關(guān)負(fù)責(zé)人魏新生說(shuō):“船用減搖陀螺具有高轉(zhuǎn)速、低功耗、低成本的特點(diǎn),減搖效果好、可靠性高、維護(hù)便利,占用空間小,任意航速均可減搖,并可實(shí)現(xiàn)舊船加裝。”據(jù)估算,如果采用減搖陀螺,僅國(guó)內(nèi)游艇就將產(chǎn)生2億元的訂單需求。
航天技術(shù)成果不僅能“下?！?還能“上路”——隨著城市軌道交通建設(shè)快速發(fā)展,利用科技手段提高交通安全系數(shù)十分重要。上海航天技術(shù)研究院將數(shù)十年積淀的航天雷達(dá)技術(shù)服務(wù)于交通,開(kāi)發(fā)了一系列智能交通安全與探測(cè)產(chǎn)品。
目前,上海地鐵的1號(hào)線(xiàn)、5號(hào)線(xiàn)、13號(hào)線(xiàn)等多條線(xiàn)路,已安裝了基于航天雷達(dá)技術(shù)的“安全眼”——列車(chē)輔助追蹤預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)能綜合通信、定位、身份識(shí)別等技術(shù),實(shí)時(shí)測(cè)量同一軌道前后車(chē)距離,一旦距離小于安全范圍,立即發(fā)出警報(bào),彌補(bǔ)了人為判斷的局限性。
在本屆上海工博會(huì)上,上海航天技術(shù)研究院還展出了新開(kāi)發(fā)的拳頭產(chǎn)品:有軌電車(chē)預(yù)警系統(tǒng),采用掃描激光雷達(dá),對(duì)車(chē)輛前方進(jìn)行2.5D高精度成像,輸出電車(chē)碰撞預(yù)警信號(hào)。便攜式微波視頻車(chē)檢器,能同時(shí)分辨多車(chē)道的偵測(cè)區(qū)域及不同種類(lèi)車(chē)型,提供車(chē)流量、速度、車(chē)道占有率和車(chē)型等實(shí)時(shí)信息。
此外,上海航天技術(shù)研究院還聯(lián)合高校研制了軌道交通疑犯識(shí)別預(yù)警系統(tǒng),能在城市熙熙攘攘的人群中,敏感地搜索到違法犯罪嫌疑犯、通緝犯或暴恐分子等危險(xiǎn)人員的“人臉”,對(duì)維護(hù)城市安全打擊犯罪有重大意義。
依靠激光雷達(dá)導(dǎo)航的電力巡檢機(jī)器人
智能化變電站是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容,準(zhǔn)確獲取變電設(shè)備的狀態(tài)信息是智能化變電站建設(shè)的首要任務(wù)。
針對(duì)電力行業(yè)的特殊需求,上海航天技術(shù)研究院開(kāi)展了基于激光雷達(dá)導(dǎo)航方式的電力巡檢機(jī)器人項(xiàng)目研制。在本屆上海工博會(huì)上,電力巡檢機(jī)器人精彩亮相。
看上去像一輛四輪小汽車(chē)的電力巡檢機(jī)器人,由機(jī)器人本體、導(dǎo)航定位系統(tǒng)、自動(dòng)充電系統(tǒng)、圖像識(shí)別系統(tǒng)、移動(dòng)巡檢數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)組成。其中,機(jī)器人本體行走采用四輪驅(qū)動(dòng)及獨(dú)立懸掛的形式,可適應(yīng)多種地形,具備具有前進(jìn)、后退、原地轉(zhuǎn)彎等功能,轉(zhuǎn)彎半徑小,行動(dòng)靈活。
導(dǎo)航定位系統(tǒng)采用先進(jìn)的激光導(dǎo)航,通過(guò)地形掃描建立地圖,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位以及自動(dòng)行駛功能；自動(dòng)充電系統(tǒng)還可監(jiān)測(cè)自身電量,電量不足時(shí)自動(dòng)返回充電；長(zhǎng)焦變倍鏡頭與紅外鏡頭組合的圖像識(shí)別系統(tǒng),可“聰明”地讀取電力表盤(pán)數(shù)據(jù)、感知溫度。
利用航天仿真技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)游戲平臺(tái)
航天產(chǎn)品上天之前,往往需要在地面上進(jìn)行大量的仿真試驗(yàn),這就需要仿真轉(zhuǎn)臺(tái)模擬其飛行時(shí)的各種姿態(tài)進(jìn)行驗(yàn)證。
多年來(lái),上海航天技術(shù)研究院在仿真轉(zhuǎn)臺(tái)研制中,掌握了虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)的多項(xiàng)核心技術(shù),解決了多自由度仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)與制造、精密伺服電動(dòng)缸設(shè)計(jì)與制造、多自由度平臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)與控制等技術(shù)難題。
利用這些仿真技術(shù),在本屆上海工博會(huì)上,上海航天技術(shù)研究院專(zhuān)門(mén)推出了一臺(tái)六軸飛車(chē)虛擬現(xiàn)實(shí)游戲平臺(tái),集計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)于一體,可模擬真人實(shí)景下的操作體驗(yàn),前來(lái)體驗(yàn)的參觀者絡(luò)繹不絕。
上海航天技術(shù)研究院現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人徐群說(shuō):“飛車(chē)虛擬現(xiàn)實(shí)游戲平臺(tái),僅僅是航天仿真技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)形象化展現(xiàn)。相關(guān)平臺(tái)和仿真技術(shù),可廣泛用于起重機(jī)、挖掘機(jī)、礦車(chē)等工程機(jī)械的虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練等,還可應(yīng)用于各種科技館、游戲樂(lè)園、主題公園、商場(chǎng)、國(guó)防教育等場(chǎng)所,實(shí)現(xiàn)多種不同場(chǎng)景的虛擬現(xiàn)實(shí)模擬。”