9月24日，陜西省發(fā)展和改革委員會(huì)公布全省首批20項(xiàng)省級(jí)“人工智能+”重點(diǎn)產(chǎn)品，中國(guó)科學(xué)院西安光機(jī)所前沿交叉中心研制的商業(yè)航天輕型智能計(jì)算成像載荷重建系統(tǒng)成功入選。
傳統(tǒng)航天成像載荷通常依靠繁重的光機(jī)結(jié)構(gòu)、嚴(yán)格的熱控條件和高精度裝調(diào)工藝實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量觀測(cè)，設(shè)備重量大、成本高、研制周期長(zhǎng)，難以適應(yīng)商業(yè)航天小衛(wèi)星低成本、短周期和批量化組網(wǎng)的發(fā)展需求。
針對(duì)上述行業(yè)需求，西安光機(jī)所前沿交叉中心邵曉鵬教授、吳騰飛研究員、魏士杰特別研究助理等組成的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出輕型智能成像載荷重建方案。該方案探索認(rèn)知光學(xué)范式，形成“輕型光學(xué)前端—光機(jī)熱電建?！谲壷悄苤亟ā眳f(xié)同的成像新模式，推動(dòng)人工智能賦能新體制遙感載荷發(fā)展。
該方案通過(guò)人工智能與光學(xué)前端及光機(jī)熱電模型協(xié)同工作，將系統(tǒng)公差轉(zhuǎn)為計(jì)算域誤差補(bǔ)償方法，使智能計(jì)算融入載荷成像過(guò)程。
由此，載荷設(shè)計(jì)從主要依賴硬件獲取與校正成像，轉(zhuǎn)向光學(xué)感知與智能計(jì)算協(xié)同，為輕量化、適應(yīng)復(fù)雜在軌環(huán)境的新體制遙感載荷提供技術(shù)支撐。
圖 計(jì)算成像載荷與成像效果展示
該產(chǎn)品整機(jī)重量控制在5千克以內(nèi)，采用“輕型光學(xué)前端+光熱機(jī)熱電建模+在軌智能工程重建”的核心架構(gòu)。產(chǎn)品通過(guò)優(yōu)化光學(xué)前端設(shè)計(jì)，保障衛(wèi)星在飛行偏航工況下穩(wěn)定采集高分辨率場(chǎng)景信息；同時(shí)，可自適應(yīng)修正太空溫差、姿態(tài)偏移及系統(tǒng)誤差引起的成像畸變與噪聲，實(shí)現(xiàn)像差補(bǔ)償和圖像清晰化重建等功能。在精簡(jiǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)的同時(shí)，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定提升在軌成像質(zhì)量與測(cè)量精度。憑借相關(guān)技術(shù)成果，該產(chǎn)品榮獲2025年西安光機(jī)所十大科技事件，被人民網(wǎng)“AI西安之夜”、中國(guó)科學(xué)報(bào)、陜西日?qǐng)?bào)等媒體報(bào)道。
圖 獲得榮譽(yù)與媒體報(bào)道
該產(chǎn)品可應(yīng)用于商業(yè)遙感星座、空間態(tài)勢(shì)感知、應(yīng)急遙感監(jiān)測(cè)、資源環(huán)境勘查和地物精細(xì)識(shí)別等領(lǐng)域。目前，產(chǎn)品已完成在軌演示驗(yàn)證。面向商業(yè)航天快速發(fā)展需求，這一新型成像范式有望為遙感載荷低成本、快速制造和批量化部署提供技術(shù)支撐。
西安光機(jī)所前沿交叉中心長(zhǎng)期聚焦“AI+光學(xué)”，面向國(guó)家戰(zhàn)略需求和地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展，持續(xù)推進(jìn)科研成果工程化與規(guī)?；瘧?yīng)用。下一步，中心將繼續(xù)面向商業(yè)航天等應(yīng)用需求，開展輕量化、高精度空天光電裝備研發(fā)，推動(dòng)新型成像機(jī)制與新體制遙感載荷技術(shù)成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用。
