新浪科技综合|85后安徽青年给“天问一号”造眼睛，让航天器度过火星着陆黑色九分钟( 二 )_

在动力下降期间，探测器距离着陆地越来越近，当相距仅有 10 公里时，探测器要执行精确导航，这时需要一双“视力精准”的“眼睛”即多功能避障敏感器。在用于“天问一号”探测器时，多功能避障敏感器主要有三大主要任务：首先，它要借助视觉系统光学成像模块去规避背罩，当探测器抛完大底，降落伞和背罩会携伴脱离探测器，它俩在脱离时的落点不能重复，否则会导致撞车现象。

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图 | 背罩规避与光学避障（来源：朱飞虎）
其次，利用视觉系统形成的初步避障，可让着陆避开大型岩石、较大的陨石坑，从而保证祝融号火星车顺利行走。再次，祝融号火星车的着陆腿比较细，一旦落在岩石或陨石坑上有可能会翻车。
在距离着陆地 100 米时，凭借多功能避障敏感器的激光三维成像，探测器可执行悬停避障动作，从而规避尺度小于 0.2m 的小型岩石和陨石坑，借此进行精避障，以防止火星车落到岩石和陨石坑上。

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图 | 整器悬停避障试验（来源：朱飞虎）
具体来说，光学成像模块和激光成像模块是多功能避障敏感器的两大组成部分。它们主要承担以下角色：第一，探测器背后的降落伞及金属结构，它的别名叫背罩。由于背罩很大，假如探测器着陆点离它太近，背罩可能会缠住火星车，因此要设法做以规避。
第二，大型岩石和陨石坑也是被规避的对象。当探测器距离着陆点在3000米至10000米时，它要对障碍进行粗略识别，并规避半径在百米级至公里级之间的大型障碍。而在火星着陆九分钟中，着陆腿会在最后三分钟伸出防热大底，这时多功能避障敏感器也要识别火星表面的障碍。

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【新浪科技综合|85后安徽青年给“天问一号”造眼睛，让航天器度过火星着陆黑色九分钟】图6/9
图 | “天问一号”着陆点自主选择系统（来源：朱飞虎）
当探测器距离着陆地仅有一百米时，激光成像模块可执行更高精度的障碍规避，被规避对象是尺寸小于 0.2 米的石头和陨石坑，借此让火星车落到更平坦的地方，以防止其后续行为受限。概括来说，多功能避障敏感器的看家本领是给火星车选择平坦的着陆区域。月球车巡视和空间交会
视觉系统也可用于月球车巡视和空间交会上。当月球车在巡视时，视觉系统可帮它识别周围地形地貌，从而做出精确规划。月球车上还会搭载导航相机和避障相机，它和探测器的着陆相机有诸多相似之处，通过呈现立体三维图像，让行走中的月球车可以辨别并避开车轮边的障碍，比如石子和凹坑等。